天空下的綠能革命:巨型風箏發電 下雨、冰雹都不怕

經濟適用的清潔能源

愛爾蘭狂風大作的西海岸,一群人正在放飛長形的超大風箏。他們專注的看著風箏飛行的軌跡,纜繩的另一頭則是發電機。這項尚未獲得太多人關注的新發電方式,正透過「空中風能」(airborne wind energy)為風力發電帶來一場革命。

愛爾蘭西海岸邊,一只外觀像滑翔翼、面積約60平方公尺的巨型風箏在高空中翱翔。 圖/Kitepower
愛爾蘭西海岸邊,一只外觀像滑翔翼、面積約60平方公尺的巨型風箏在高空中翱翔。 圖/Kitepower

「溜溜球」般的動力

試驗場距離愛爾蘭的海濱小鎮班戈(Bangor Erris)不遠,看起來像是《星際大戰》場景。這裡風勢強勁、氣候嚴酷,是測試風力系統極限的絕佳選擇,也是全球第一個專門用於空中風力發電的測試場。

來自荷蘭新創公司「風箏動力」(Kitepower)的風箏在此處試飛。風箏外觀是長方形的滑翔翼,面積60平方公尺,以充氣結構搭配固定玻璃纖維骨架固定。「風箏動力」為風箏設定了固定路徑,他們透過風箏上的控制單元(Kite Control Unit)控制方向,地面也有工作人員監控。

「風箏透過纜繩連接到機器上,就像溜溜球或釣魚捲線器那樣,重複放線及拉回的循環產生能量」,「風箏動力」首席飛行員多爾第(Padraic Doherty)向《法新社》說明,每一個放線與收線的循環約能產生2.5公噸的力量。

這套風箏系統向上飛行的過程會產生強大拉力,而地面的發電機則會將此機械能轉換為電力,並儲存於電池。 圖/Kitepower
這套風箏系統向上飛行的過程會產生強大拉力,而地面的發電機則會將此機械能轉換為電力,並儲存於電池。 圖/Kitepower

在高空畫8字

「風箏動力」使用的技術遠比溜溜球複雜,他們嚴格控制風箏的「放線」(Reel Out Phase)與「收線」(Reel In Phase)的循環與路徑。放線階段可以產生電力,約占80%的時間,收線階段需消耗一些電力,約占20%。

為了產生更多的電力,「放線階段」時,風箏會以8字形的軌跡向高處飛,離地越遠,8字形就畫得越大圈。在這個階段,向上飛風箏拉動纜繩,帶動發電機發電,產生的電力會先存入電池。

到達最高點的風箏緊接著進入「收線階段」,這時須耗用一些電力以拉回風箏。控制單元先將風箏調整到適當方位,以最省力的方式將風箏收回到約190公尺的高度後,準備下次的放線循環。

藍色代表放線時風箏飛行的路徑,紅色則是收線階段。放線占八成時間,讓發電的時間最大化。 圖/截圖自Kitepower官網
藍色代表放線時風箏飛行的路徑,紅色則是收線階段。放線占八成時間,讓發電的時間最大化。 圖/截圖自Kitepower官網

成功商業化

風箏動力第一個商業化的試點計畫位在荷蘭,一個公共工程利用風箏產生的電力為電動卡車和挖土機充電。

「風箏動力」目前有兩種機型──鷹(The Hawk)和隼(The Falcon)。「鷹」已經上市,完成一次循環的時間是100秒。系統額定功率為30kW。「隼」的規格較高,額定功率可達100kW,尚未上市。

這套發電系統能在-10°C至40°C的溫度範圍間運作,下雨、下雪或下冰雹也能發電,但雷雨時須收回風箏。整套系統可收納在6公尺標準貨櫃中,用卡車就能運抵目的地,並且在24小時內安裝完畢,機動性極高。地面站則用錨固定,不需水泥基座。

風箏發電的潛力比外界想像的大,「鷹」能充飽容量400瓩時(kWh)的電池。「風箏動力」營運主管盧卡(Andrei Luca)向《法新社》說,這樣的電力足以提供一處軍事哨站,或一座小島、一個極地研究站所需,「再增加幾個風箏,就能為更大的島嶼供電」。

對於土地、成本不足或因運輸限制而無法建造傳統風機的地方,就適合發展這樣的高空風能技術。《法新社》報導,今年初一場風暴造成愛爾蘭長時間停電,這套系統就在班戈發揮很大的功能。 圖/Kitepower
對於土地、成本不足或因運輸限制而無法建造傳統風機的地方,就適合發展這樣的高空風能技術。《法新社》報導,今年初一場風暴造成愛爾蘭長時間停電,這套系統就在班戈發揮很大的功能。 圖/Kitepower

參考資料

本文授權轉載自《環境資訊中心》(原文標題:天空下的綠能革命:巨型風箏發電 下雨、冰雹都不怕


「一個人為社會付出很辛苦,但一群人就不會寂寞。」每個人都可以用自己的方式成為倡議家!

追蹤【倡議+】粉絲團:FacebookInstagram

https://pgw.udn.com.tw/gw/photo.php?u=https://uc.udn.com.tw/photo/author/photo/2233.jpg

環境資訊中心

「環境資訊中心」由社團法人台灣環境資訊協會成立。我們相信,任何改變行動都源自於「知道身邊發生什麼事」開始,因著打動人心的那篇文字所乘載的資訊和情感而產生共鳴、轉化。唯有資訊公開、普及,並透過社會大眾參與,方能促進人與自然和諧,臻至永續發展。

作者文章

抖音炫耀帶起飼養鯊魚潮 專家:你不適合養鯊的5個理由

抖音炫耀帶起飼養鯊魚潮 專家:你不適合養鯊的5個理由

用泛舟阻止伐木 斐濟生態旅遊公司屹立20年,如何賺到錢又贏得社區信賴?

用泛舟阻止伐木 斐濟生態旅遊公司屹立20年,如何賺到錢又贏得社區信賴?

斐濟遊客愛上的Loloma Hour是什麼? 1小時環境快樂時光 做一件對當地好的事

斐濟遊客愛上的Loloma Hour是什麼? 1小時環境快樂時光 做一件對當地好的事

遊蕩犬、沙灘車、撿蛋 來看小燕鷗在台繁殖到底有多難

遊蕩犬、沙灘車、撿蛋 來看小燕鷗在台繁殖到底有多難

最新文章

梵蒂岡擬建光電場 教宗良十四世延續綠色衣缽發布減碳目標

梵蒂岡擬建光電場 教宗良十四世延續綠色衣缽發布減碳目標

有海就能發電!日本啟用全球第二座「滲透壓發電廠」不畏天候還可24H運作

有海就能發電!日本啟用全球第二座「滲透壓發電廠」不畏天候還可24H運作

全國首座!八里汙水廠啟用沼氣發電機 轉廢為能、年可供1300戶家庭用電

全國首座!八里汙水廠啟用沼氣發電機 轉廢為能、年可供1300戶家庭用電

水庫當電池?台電看見抽蓄水力發電潛力  睽違30年展開普查、尋找儲能廠址

水庫當電池?台電看見抽蓄水力發電潛力 睽違30年展開普查、尋找儲能廠址

1滴水發10次電?台東關山圳階梯式微型水力發電創舉 成地方能源轉型範例

1滴水發10次電?台東關山圳階梯式微型水力發電創舉 成地方能源轉型範例

都市也能「光電日不落」?公寓、大樓、租屋族聰明用綠電的點子

都市也能「光電日不落」?公寓、大樓、租屋族聰明用綠電的點子