無人機黑飛的問題越來越嚴(yán)重，每次在禁飛區(qū)的黑飛都會嚴(yán)重干擾民航安全和秩序，造成可怕的后果,。

這和消費級無人機的應(yīng)用前景有關(guān),。一個可以被遙控的飛機究竟會用在哪些途徑，不光是制造商要考慮的問題,，也是市場要考慮的,。

除了被恐怖分子用來投炸彈，基于“飛”這個特征,，除了航拍,、運輸，會不會有其他前景廣闊的應(yīng)用,？

最近，瑞士科技公司 Twingtec 創(chuàng)造了一款名叫 twing 的無人機,，它抹平了風(fēng)箏和無人機的界限,。說是無人機，它的飛行可沒有那么自由,，需要用 300 米的繩索來鏈接,，看起來又有點像風(fēng)箏了。

不過這個風(fēng)箏并不是老爺們兒乘風(fēng)玩耍的,，是為了獲取風(fēng)力來發(fā)電,。

前幾天我們聊過海上風(fēng)力發(fā)電場的應(yīng)用,，今天剛好接著 twing 無人機的話頭來說說“風(fēng)箏發(fā)電”這回事,。

不管是海基的還是陸基的風(fēng)力發(fā)電廠,，都需要在空中取風(fēng),，風(fēng)箏豈不是最佳的捕風(fēng)設(shè)備？

twing 無人機在設(shè)計的過程中借鑒了風(fēng)箏的原理,，通過一個被稱為 TT100 的傳輸系統(tǒng)連接到地面。

這個鏈接繩一方面是讓風(fēng)箏有足夠高的飛行高度,，一方面將轉(zhuǎn)化的電力并網(wǎng)輸出,。

其實,，關(guān)于風(fēng)箏發(fā)電的設(shè)想由來已久,。這個點子可能直接引申自富蘭克林老師在 18 世紀(jì)的帶電風(fēng)箏實驗吧。

其實“風(fēng)箏發(fā)電”的概念最早由美國科學(xué)家勞埃德于上世紀(jì) 80 年代提出來的,。

其原理簡單來說就是,，當(dāng)箏面垂直于氣流時,，拉力拖動繩索驅(qū)動地面上的卷揚機做功發(fā)電；當(dāng)箏面平行于氣流時,，卷揚機倒轉(zhuǎn)拉回風(fēng)箏,，由此風(fēng)箏反復(fù)做功發(fā)電,。

在可再生能源發(fā)電里,，風(fēng)能的轉(zhuǎn)化效應(yīng)最高，風(fēng)速越高風(fēng)電場就能收獲越多的能量,。風(fēng)能與風(fēng)速的 3 次方成正比,，就是說風(fēng)速加倍，風(fēng)能大 8 倍,。

一項研究顯示,，全世界只需要大約 4 百萬個風(fēng)車，就能根本解決能源問題,。

世界上首個規(guī)模化的風(fēng)箏發(fā)電站——意大利的 KiteGen Stem,，于2015年4月投入運營

我們完全可以稱呼“風(fēng)箏發(fā)電”為空基發(fā)電站,，對應(yīng)陸基和海基,。

空基發(fā)電技術(shù)可以分成有兩大類,，一種是發(fā)電機留在地面，只用纜繩把機械能從空中傳下來,，這就是 twing “風(fēng)箏發(fā)電”的思路,。

另一種是直接把發(fā)電機帶上天再把電能用電纜傳回地面，需要把笨重的發(fā)電機帶到空中,，技術(shù)突破比較困難,。

Google 的遠(yuǎn)洋數(shù)據(jù)中心設(shè)想

這種高投資高回報又定義未來的事情當(dāng)然少不了 Google,。

去年,，有人發(fā)現(xiàn) Google 在專利服務(wù)機構(gòu) Patent Yogi 注冊了一項名為“機載船舶電源推進(jìn)風(fēng)箏”的專利，翻譯成人話就是——一臺驅(qū)動船只的風(fēng)箏發(fā)電機,。

看來,，相對于將“風(fēng)箏發(fā)電”系統(tǒng)固定在陸地上或者海岸附近的柱子上，Google 的路子更野,。

在飛行機翼下掛載轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)葉片,，通過導(dǎo)電系繩將飛行的渦輪機與 Google 的“遠(yuǎn)洋船舶”連接，利用其飛行時產(chǎn)生的動力來推動船只的前進(jìn),。

這項專利的持有者是 Makani Power 的工程師,，該公司于 2013 年被 Google X 實驗室收購,。

“機載船舶電源推進(jìn)風(fēng)箏”的專利

不過,，Google 的主要意圖是將該發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電力用來運行大規(guī)模服務(wù)器,，并對其實施降溫。

也就是說,，這是一套通過“風(fēng)箏發(fā)電”來供應(yīng)電力的“輪船上的數(shù)據(jù)中心”,。

據(jù) Google 透露，他們每季度光是服務(wù)器的電費就達(dá)到了數(shù)十億美元,，數(shù)十億美金?。∵@個“風(fēng)箏”發(fā)電機能為 Google 節(jié)約大量電費,。

Altaeros Energies 的空中甜甜圈

將發(fā)電機放到空中的技術(shù)并非沒有突破。

兩年前,，麻省理工學(xué)院的研究機構(gòu) Altaeros Energies 設(shè)計了一個甜甜圈一樣的空中發(fā)電系統(tǒng),，他們將風(fēng)力發(fā)電機與扇葉藏在這個氦氣球里。

這套系統(tǒng)完全不受塔柱甚至是纜繩的限制,，漂浮技術(shù)能汲取空中更穩(wěn)定的風(fēng)力,，發(fā)電機位置和用電位置可以機動調(diào)度，完全可以在臨時性工程,、偏遠(yuǎn)礦場,、軍事基地、救援搶災(zāi)等活動中,。

如果能像 Google 氣球一樣,，使用 AI 來操控，復(fù)制能力和成本都會下降,。

這個項目得到了日本軟銀的 700 萬美元投資,。

當(dāng)下階段,，風(fēng)箏發(fā)電的成本還是比較高的,。拿麻省理工的項目來說，每度電的成本是 18 美分,，而美國西部陸上風(fēng)力發(fā)電成本已經(jīng)降到了 5 美分,。

不過由于輸配網(wǎng)絡(luò)成本因素，實際電費可以高到 25 美分,，這個項目顯然很有競爭力,。另一方面，產(chǎn)業(yè)規(guī)模,、技術(shù)進(jìn)步等因素都可以促進(jìn)成本下降,。

第二個問題是,，風(fēng)箏發(fā)電會占用空間，干擾民航航線,。根據(jù)計算,，每一立方公里空間中能產(chǎn)生風(fēng)能 1,000 兆瓦，如果能有效劃定禁飛區(qū),，依然能生產(chǎn)更多的電量,。

Google 最強勁的對手,，Ampyx Power 28 米翼展的風(fēng)箏

在風(fēng)箏發(fā)電領(lǐng)域,，目前玩家還不少,。

有 Nature Technology Systems ,、德國公司 SkySails、荷蘭的 Ampyx Power,，以及挪威的 KiteGen,，都在積極發(fā)展高空風(fēng)力發(fā)電。

英國 KPS 風(fēng)箏發(fā)電,，全球第二個規(guī)模化的風(fēng)箏發(fā)電站

英國的 Kite Power Solutions 已于今年 3 月在蘇格蘭東南部沿海的斯特蘭拉爾（Stranraer）建成了非實驗性,、消費層級的風(fēng)箏發(fā)電站,。

兩個巨型風(fēng)箏安裝在渦輪機兩側(cè)，每個風(fēng)箏面積達(dá) 70 平方米,，最高能飛到 450 米的高空,，以數(shù)字 8 的形狀進(jìn)行運動，一條電纜將其與地面的渦輪機連接,，以此產(chǎn)生電力,。

在這方面，作為風(fēng)箏的發(fā)明國,，中國目前還沒有釋放出來的科研信息及商業(yè)規(guī)劃,。不過青藏高原 250 萬平方公里，高原季風(fēng)可不能白白浪費,。