無人機與風力發電相結合,另類風機可用高海拔狂風來發電

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 16 日 8:30 | 分類 無人機 , 科技趣聞 , 能源科技 follow us in feedly

通常在人們的印象中,風力發電外觀不外乎就是拔地而起的巨型電風扇,透過 3 個葉片把風的動能轉化為電力,但瑞士新創團隊 Skypull 運用全新風力發電概念,結合無人機與高空風力發電機(Airborne Wind Energy,AWE)技術,讓人們能以低成本方式利用高海拔的強風來發電。



電是人們生活中不可或缺的能源,如何以便宜又低碳方式發電已成為各國迫在眉睫的課題,而風力發電更是歷史相當悠久的綠色技術,雖然目前尚未成為主要能源,但該技術在 2000-2015 年間已經成長了 24 倍。

隨著風力發電技術愈加進步,為了捕獲更強大的風,風機高度將會越來越高,從目前的平均 90 公尺上升到 100 公尺以上,甚至有望突破 200 公尺以上。只不過風機高度增加,也同時代表著成本的高升,且若想要捕獲高海拔速度更快的風,總不能打造高度超越 400 公尺的風機。

因此新創團隊 Skypull 將目光轉向高空風力發電機。相較於傳統的三葉式風機,其優勢是捨棄大型的塔形結構、集電環與設計偏航機構,而為了讓設備可以有效捕獲高空的風,團隊則打造一架箱翼式(Box Wing)無人機。

該設備外觀很像在空中飛行的平行四邊形不明物體,遠遠看與風箏相似,搭載 4 個小型轉子與一條連接地面發電機的纜線,無人機會在海拔 400 公尺高的區域沿著 8 字形軌跡飛行,期間會不斷拉扯纜線以帶動發電機發電,當纜線拉盡,無人機便會自動下降,讓絞盤回收纜線、再度起飛,依此持續循環。

團隊不僅最佳化氣動力(aerodynamic)性能,其特殊的機翼樣式也可以減少飛行阻力與機型重量,進一步減少成本,且每架無人機在起飛和降落期間都能改變機翼角度。預計一架無人機預計可為 1,100 戶家庭供電,翼展長達 17 公尺的無人機則可提供 1MW 電力。

Skypull 營運長 Marcello Corongiu 表示,該設備還是有需多地方與傳統風機相似,壽命不僅一樣長達 20 年左右,使用的交流電發電機、複合材料和機電零件也是相同的,僅需要定期更換超高分子量聚乙烯(UHMWPE)電纜。

新型技術發展以來也不是一路順遂,如何在高風速之下穩定運作、如何避免發生高空「車禍」與設備安全性等,這些都是廠商得面臨的問題,且高空風力發電機也與航空、材料、自動化和機器人等領域息息相關,Skypull 面臨著許多挑戰。Corongiu 表示,目前公司處於新創團隊的「死亡之谷」,希望可在歐盟中小企業計畫(EU SME programme)的幫助下升級系統與進入市場。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:影片截圖)