攔截海拔 500 公尺狂風,西班牙打造風箏發電設備

發佈日期: 2019 年 02 月 23 日 9:04 | 作者: | 分類: 產業資訊

高海拔的風既穩定又強大,是個發展風力發電的好去處,西班牙馬德里卡洛斯三世大學(UC3M)就結合無人機與風箏,開發出可捕獲位於海拔 500 公尺狂風的設備。

風力發電為歷史相當悠久的再生能源,通常都是透過 3 個葉片將風的動能轉換能電力,而隨著風能技術日新月異,現在科學家為了攔截風速更快、更穩定的風,風機高度已從現在的 90 公尺朝 200公尺邁進,想必未來世界上會有愈來愈多陸上與海上巨人。

而捕獲風的方式並非只有風機形式,不然若要捕獲高海拔的強風,人們就得打造出 4、500 公尺的巨型電風扇了,高空風力發電機(Airborne Wind Energy,AWE)技術也因此應運而生,許多科學家捨棄過去大型的塔形結構、集電環與設計偏航機構,紛紛推出各種具有發電功能的輕便型滑翔翼、風箏與無人機等新設備。

通常這些 AWE 都會搭配一條纜線來連接地面發電機,設備會在高海拔區域沿著 8 字形軌跡飛行,期間會不斷拉扯纜線以帶動發電機發電。先前瑞士新創團隊 Skypull 研發的箱翼式(Box Wing)無人機便是如此,纜線拉盡時無人機會自動下降,讓絞盤回收纜線,之後就再度起飛並持續循環。

此次 UC3M 的新設備遠遠看起來就像是綠色的降落傘或是衝浪用的風箏,團隊則計劃在風翼上裝設小型風渦輪機,電力會經過電纜繫繩傳送到地面,可在海拔 500 公尺處飛行並攔截風能,UC3M 生物工程和航太工程系究員 Gonzalo Sánchez Arriaga 表示,為了這項設計,團隊已整合電機工程和航太領域的電機設計、氣動彈性學、無人機設備與繫繩動力學。

Gonzalo Sánchez Arriaga 表示,新設備的優點在於,可捕捉高海拔的強風、人們也可輕易移動設備,相當適合用在偏鄉地區和災區。

只是研究還沒有提到新型風箏的發電量,UC3M 航太工程師 Ricardo Borobia Moreno 指出,目前正在測試新系統在空中的表現,評估發電量以及安全性,先前則是運用模擬器(simulator)來研究 AWE 如何運作與最佳化設計。

現在研發出的兩組風箏已裝有測試儀器,可紀錄風箏位置、飛行速度與角度以及繫繩拉力,之後團隊就能可以進一步測量繫繩拉力來估算風箏產生的氣動力。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:UC3M

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