1 设计构架
风力可以像旋转磁体一样被用于发电,并随速度快慢而变化。所以,小幅增加风速可以令机械能数量大大增加。高空风速度很快,可以在全球范围内迅速蔓延,同时比地面风更易于预测。高空风的这些特点最终促使发明者和科学家将希望寄托在高空,那里的风力向来十分强劲。在20世纪70年代爆发能源危机时,各类新的能源概念不断涌现,工程师和发明者申请了多项利用高空风设计的专利。
他们提出的两个主要设计构架沿用至今。第一个基本上是在空中建造发电站,在高空发电,然后通过电缆输送到地面。第二个更像是风筝,先将机械能输送到地面,再由发电机将其转换为电。从理论上讲,这两种方法都行得通,只不过从来没有实施过对两项技术可行性的全面、严格的评估。
美国能源部曾经有一个高空风力发电项目,规模非常小,有关高空风力特征的第一个准确数据便来自于这个项目,然而,由于20世纪80年代能源价格暴跌,里根政府时期的能源部官员将经费挪为他用,最终致使其无疾而终。尽管近年来全球日益重视可再生能源开发,该项目并未重新启动,这并不是因为它不好,恰恰相反,正是因为它过于新颖,距离现实有些遥远。
2 面临困难
美国国家可再生能源实验室发言人乔治·道格拉斯(George Douglas)说:“我们现在很大程度上只盯着那些可以快速商业化的项目,比如在10年左右可以推向市场的项目。”KiteGen、 Sky Windpower、Magenn和Makani等初创企业几年前开始涉足高空风力开发,现在看来他们有望提前实现目标。克里斯蒂娜表示:“我们距离工作原型并不像想象中那么遥远。”不过,她同时指出,这些企业无一例外都对他们的实验数据守口如瓶。
Magenn公司CFO巴里·摩尼特(Barry Monette)称,明年公司将出售“两到四台”工作原型机,届时“第一笔收入”将打入公司账户。Magenn公司的这套机器可以在更低高度下运转。摩尼特说:“我们的确认为我们会成为最先进入市场的公司,除非有什么意外发生。”
从长期来看,用此类机器给整座城市供电仍困难重重,这很大程度上是因为,即便高空位置达到最理想,一年也有会5%的时间遇到不刮风的时候。克里斯蒂娜论文合作者、斯坦福大学生态学家肯·卡尔德拉说:“也就是说,你要么拥有后备能量,大量的能源储备,要么拥有整个大洲乃至全球性电网,用以保证风电可利用率。所以,尽管高空风最终有可能证明是一种重要的能源,但它需要完善的基础设施。”