“会飞的电站”如何发电

长长的巨型“风筝”也能发电！日前，世界最大5000平方米高空风力发电捕风伞在内蒙古阿拉善左旗试验场开伞，完成全部预定试验内容并成功实现空中收伞，标志着我国高空风力发电技术在工程化应用方面迈出坚实一步。

高空风力发电是利用空中组件捕获300米以上高空风能，实现“风能—电能”转换的新能源技术。这个过程类似收放风筝：伞组通过氦气球提供初始升力，上升到一定高度后打开捕风伞，利用捕风伞在空中往复运动实现捕获风能，这将对主缆绳产生巨大拉力，进而带动发电机组发电。

“会飞的电站”，发电效率怎么样？

高空风能国家重点研发计划试验工程现场总指挥曹仑介绍，拟建设的这座“电站”单机额定功率5兆瓦，从500米上升至3000米高度后，再返回初始位置，单次发电循环时间约为20分钟，上升一次的发电量约500千瓦时。据测算，正常状态下年发电量可达1000万千瓦时，相当于节约标准煤约3000吨。

为捕获高空风能，国内外主要有空基和陆基两种技术路线，关键区别在于发电机的位置。空基路线将发电机组置于空中飞行器上，在高空发电；陆基路线则选择将重型发电机固定在地面，通过翼伞、飞艇或其他空中组件捕获风能，从而牵引地面发电机发电。此次试验的伞梯式陆基高空风力发电系统，由“空中组件+牵引缆绳+地面组件”三部分构成。

“会飞的电站”发电，看似原理简单，但由于需克服风切变、湍流、极端天气等影响，对设备装置的可靠性和运营维护要求很高。比如，5000平方米捕风伞展开面积大，能盖住大概12个标准篮球场，开伞难度极高，运转中的地面卷扬机绳速高达每小时50至60公里。

有了陆上风电和海上风电，为何还要发展高空风电？

“高空风能具备风能密度大、风向稳定、广泛分布等优势，其理论储量可达全球电力总消费需求的100倍以上。测算显示，相比一般的陆上风电，可节约九成土地和用钢量，降低约三成度电成本。”中国能建中电工程高级技术专家霍少磊介绍。

“高空风能目前仍是未规模开发的新能源‘无人区’，随着设备造价降低和技术逐步成熟，发展前景值得期待。接下来我们还将进行多伞放飞试验，计划明年底进入发电试验阶段。”霍少磊告诉记者，当前我国在伞梯式陆基高空风能利用领域拥有一系列自主知识产权，可实现全产业链技术与设备自主可控。