中國能源建設(shè)12日宣布，內(nèi)蒙古阿拉善左旗試驗(yàn)場成功啟動(dòng)了中國首個(gè)高空風(fēng)能國家重點(diǎn)R&D計(jì)劃的核心設(shè)備——世界上最大的5000平方米高空風(fēng)能發(fā)電捕捉傘，完成了所有預(yù)訂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，成功收集了空中雨傘，這意味著中國高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)在實(shí)用應(yīng)用上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

高空風(fēng)能發(fā)電是一種新能源技術(shù)，利用單個(gè)空氣部件捕捉300米左右的高空風(fēng)能，完成從風(fēng)到電的轉(zhuǎn)換。雨傘捕捉，又稱雨傘，是高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)捕捉高空風(fēng)能的核心設(shè)備。本次試驗(yàn)的傘梯式陸基高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)利用空氣傘捕捉風(fēng)速，促進(jìn)傘梯起飛，從而牽引地面發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行功率發(fā)電。

“本次試驗(yàn)通過測量雨傘在自然風(fēng)況下打開雨傘時(shí)的拉力，進(jìn)而測量雨傘的打開特性，驗(yàn)證了5000平方米雨傘在預(yù)訂環(huán)境下打開雨傘的效果，為高空風(fēng)能雨傘梯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。”曹侖表示，中國能源建設(shè)中國電力工程高空風(fēng)能國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃試驗(yàn)工程現(xiàn)場總指揮。

高空風(fēng)能具有風(fēng)速高、風(fēng)向穩(wěn)定、風(fēng)密度高等優(yōu)點(diǎn)，潛力無限。近年來，高空風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的價(jià)值逐漸凸顯，為世界能源轉(zhuǎn)型帶來了可持續(xù)可再生的能源解決方案。

是推動(dòng)系統(tǒng)起飛的關(guān)鍵氣體，也是R&D高空風(fēng)能捕捉傘的重要?dú)怏w。此外，在一些綜合特定設(shè)計(jì)中，氣體流動(dòng)是通過巧妙利用流體力學(xué)效用來提高性能的。

氦在這個(gè)系統(tǒng)中的主要功能是為風(fēng)傘提供最初的升力，使其達(dá)到工作高度。R&D部門將制造大型氦氣球與風(fēng)傘連接，利用氦氣密度遠(yuǎn)小于氣體特性，產(chǎn)生足夠的浮力，將大型風(fēng)傘提高到500米甚至幾公里以上的高度。其他輕質(zhì)氣體，如氦氣，而不是氫氣，主要是基于安全考慮。氦氣是一種稀有氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒或爆炸，非常適合在實(shí)際工程中使用。例如，世界上最大的50000平方米高空風(fēng)傘捕捉氣球是中國能源建設(shè)有限公司測試的。

流體力學(xué)除了在一些更復(fù)雜的高空風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提供靜浮力外，還被考慮在內(nèi)。例如，一些創(chuàng)意設(shè)計(jì)采用升阻復(fù)合原理，其設(shè)備的關(guān)鍵將包括可旋轉(zhuǎn)的氦氣氣轉(zhuǎn)子。當(dāng)風(fēng)吹過時(shí)，氦氣不僅可以提供靜浮轉(zhuǎn)子表面的特殊結(jié)構(gòu)(如沙漠葉子)，還可以利用風(fēng)產(chǎn)生額外的馬格努斯效用升力和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。此外，一些全面的浮球部件將設(shè)計(jì)成特殊的收縮通道形狀，以加速氣流通過發(fā)電區(qū)域，提高風(fēng)能利用效率。

一般而言，氦氣是高空風(fēng)能發(fā)電傘起飛的關(guān)鍵物質(zhì)，其安全惰性使其成為最佳選擇。與此同時(shí)，創(chuàng)意設(shè)計(jì)將充分利用高空風(fēng)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相互影響產(chǎn)生的流體力學(xué)效用，提高其特性。