中国平流层浮空风力发电系统创世界纪录,500米高空稳定发电50千瓦
中国平流层浮空风力发电系统创世界纪录,500米高空稳定发电50千瓦
10月10日,中国自主研发的“平流层浮空风力发电系统”(SAWES)在湖北荆门漳河机场试验区域成功放飞升空,达到500米高度并实现稳定发电,创下浮空风电系统最大升空高度和单台浮空器发电功率两项世界纪录。这一突破性进展标志着中国在平流层风力发电领域跃居世界领先地位。
这款名为S500的“平流层浮空风力发电系统”由北京临一云川能源技术有限公司研发,是中国完全自主知识产权的创新成果。系统采用独特的设计思路:通过充氦浮空器将轻量化的发电机组提升至设定高度,利用涵道引射扩散原理实现空中发电。整个系统由浮空平台、发电模块、电力传输和系留线缆四部分组成,结构紧凑且高效。
据研发团队介绍,S500型系统在500米高度的发电功率稳定保持在50千瓦以上,远超此前由美国麻省理工学院保持的30千瓦纪录。这一突破的关键在于系统在载荷量、升阻比、风能利用率等方面的优化设计,确保了在高空复杂环境下的稳定运行。
这一创新技术的应用前景广阔。在风力发电领域,平流层浮空风力发电系统具有得天独厚的优势。根据风力发电基本原理,风中的能量与风速的三次方成正比。在距地面500米至10000米的高空,风能资源远比地面丰富,能量密度可达每平方米5至10千瓦,甚至更高。国外环境和气候科学家的研究报告显示,高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。
新疆作为中国风能资源最丰富的地区之一,其东南部风区、三塘湖—淖毛湖风区、十三间房风区等三大风区的风能功率密度超过每平方米150瓦,总面积达5万多平方公里。北京临一云川能源技术有限公司测算显示,新疆万米以上平流层高空风能资源总量是地面的40倍以上,为该系统的应用提供了理想条件。
除了风力发电,S500系统在应急救援、智能测绘、矿区开发等领域也展现出巨大潜力。例如,在地震、洪灾等灾害发生时,该系统能迅速升空,为现场提供电力支持,保障通讯畅通,并将实时画面传回指挥中心,助力灾情监控和救援指挥。
值得一提的是,这一突破性成果的研发团队非常年轻,核心成员顿天瑞和翁翰钶年仅26岁,但他们已在该领域深耕六七年,带领70多人的技术团队持续创新。目前,该团队已完成多个型号的产品开发,包括应急抢险型号和初级电网型号,并在清华大学、中国科学院空天院等机构的支持下,推动多个商业化示范项目落地。
据悉,研发团队下一步将挑战1000米高度和100千瓦发电功率的目标,这将进一步巩固中国在平流层风力发电领域的领先地位。随着技术的不断成熟和应用范围的扩大,平流层浮空风力发电系统有望成为未来清洁能源和应急保障领域的重要力量。