摘要:这个被称为S1500的浮空发电站,成功升至1500米高空并稳定发电,标志着中国在高空风能领域实现了从追赶到引领的跨越。
在新疆哈密戈壁深处,一艘外形似飞艇的巨型装置正改变着我们对能源获取方式的认知。
这个被称为S1500的浮空发电站,成功升至1500米高空并稳定发电,标志着中国在高空风能领域实现了从追赶到引领的跨越。
而在此之前,欧美企业已在这一领域耕耘了数十年。
为什么要把发电站送到天上去?答案很简单:天上的风更“肥”。
地面附近的风力密度每平方米不到1千瓦,而到了1500米高空,这个数字能达到5到10千瓦,差距近十倍。
这就好比地面风是小溪流水,而高空风则是奔腾江河。
高空风不仅强劲,而且特别稳定,基本上24小时不间断,不像地面风车要看老天爷脸色。
传统风机在没风时只能“干瞪眼”,而高空风能堪称是“全年无休”的可靠能源。
数据显示,高空风能的年等效满发时间超过4000小时,达到普通陆上风机的两倍之多。
有专家统计,假如能把高空中的风能全部利用起来,足以满足全人类能源需求的100多倍。这种巨大的潜力,使高空风能成为各国争相研究的领域。
早在上世纪70年代石油危机时期,欧美国家就开始盯上了高空风能这块“肥肉”。
美国NASA推出了“风帆计划”,德国有SkySails项目,都想把风筝变成发电机。
欧洲风能协会甚至预测,高空风能的理论储量堪比核聚变,是全球能源需求的100倍。
然而,这些尝试大多停留在原型阶段。或因飞行器失控坠落,或因运维成本过高,欧美企业始终未能攻克工程化应用的难关。
近50年的研究,欧美的产品最高只能飞到300米,发电功率也不理想。高空风能成了欧美企业看得见却吃不着的“空中蛋糕”。
浮空发电站的技术门槛非常高,主要集中在三个方面。
材料既要轻又要强。S1500这个大家伙长60米、高40米,相当于13层楼高。这么重的设备要在高空稳定飞行,维持飞行就需要消耗巨大能量。
主体气囊必须轻盈且坚固,能够抵抗高空强风的撕扯。
特制电缆要求苛刻。连接地面和浮空发电站的电缆,就像风筝线,但这根“线”要承担传输电能的重任。
它必须极其轻盈、具有超高抗拉强度,还要能高效传输电力。这种“既要又要还要”的要求,难倒了无数欧美实验室。
控制系统必须智能。高空气流变化剧烈,浮空平台需要具备自主调节能力,在遭遇强风时能保持姿态稳定。
欧美企业的控制系统常常在恶劣工况下可靠性不足,导致平台一遇强风就“打摆子”。
这三大难题如同三座大山,阻挡了欧美企业前进的道路,却也为中国实现超越提供了机会。
2017年,邓天瑞和翁汉科在北京实验室里对着白板反复推算高空风能公式。
经过6年钻研,他们联合清华大学、中科院,成功攻克了三大技术难题。
在材料方面,中国团队采用航空级碳纤维增强复合材料,让S1500的主体气囊总重量仅为传统风电塔架的十分之一,却能承受12级台风的持续拉扯而不变形。
电缆技术上,研发团队创造出带纳米涂层的新型材料,集成电力传输、数据通信与机械锚定三大功能,抗拉强度高达3000兆帕,意味着每平方厘米截面能承载300吨重物。
同时,它将66千伏高压电的输送损耗压缩至5%以内。
控制系统方面,S1500搭载了智能飞控系统,采用AI算法实时修正姿态,如同大型无人机般能自动避风、稳定姿势。
它还配备了光量子风场遥感预测模块,能够提前30分钟精准捕捉风速变化趋势,误差小于0.5米/秒。
2025年9月,中国研制的S1500型浮空风力发电系统在新疆哈密完成戈壁工况全科目试飞。这个设计功率1兆瓦的“空中电站”,成为全球最大的浮空风电装置。
浮空发电站的出现,为多种能源需求场景提供了创新解决方案。
在应急救援方面,它堪称“神器”。地震、洪灾后,传统电网可能瘫痪,浮空发电站能迅速升空,为灾区恢复供电。
它还能搭载通信设备,形成覆盖50公里半径的通信网,让救援人员在断网断电情况下正常工作。
对于偏远地区,浮空发电站是能源福音。那些电网覆盖不到的偏远地区、海岛、哨所,它可以直飞供电,免去建设昂贵输电线路的成本。
从经济效益看,浮空风电系统节省约四成材料消耗,单位电价下降三成。
据估计,到2026年进入量产后,度电成本有望降至0.25元,仅为海外同类技术预期价格的一半。
S1500一个月能产生70万度电,能满足不少家庭一年的用电需求。
其发电效率是传统陆上风电的2到3倍,而且具备可移动性,哪里需要电就飞到哪里,像一个超大号的“移动充电宝”。
S1500的升空不仅是一次技术展示,更是一次全球能源格局的“排位赛”。
随着中国浮空风电技术的成熟和规模化应用,人类能源利用的边界从地面拓展到了云端。
未来,当高空风能融入亿万家庭的日常用电,我们会记得,这场变革始于中国新疆戈壁滩上那个飞向1500米高空的“银色巨鲸”。#头条深一度#
1.中华网:《浮空发电站到底是干什么的 空中电站引领未来能源》
2.Taiwan Business News:《CNOOC Limited Announces the World‘s First Semi-submersible ’Double Hundred’ Deep-sea Floating Wind Turbine Connected to the Grid》
3.中华网:《全球最大5000平方米空中捕风伞启运 高空风能开发新突破》
来源:非遗手艺人