從中國能建獲悉，我國首個高空風能國家重點研發(fā)計劃核心裝備——世界最大5000平方米高空風力發(fā)電捕風傘在內(nèi)蒙古阿拉善左旗試驗場成功開傘，完成全部預定試驗內(nèi)容并成功實現(xiàn)空中收傘，標志著我國高空風力發(fā)電技術(shù)在工程化應用方面邁出了堅實的一步。
高空風力發(fā)電是利用空中組件捕獲300米以上高空風能實現(xiàn)風能-電能轉(zhuǎn)換的新能源技術(shù)，系統(tǒng)由空中組件、牽引纜繩和地面組件三部分構(gòu)成。捕風傘也叫做功傘，是高空風力發(fā)電系統(tǒng)捕獲高空風能的核心設(shè)備。此次試驗分別實現(xiàn)了5000平方米和雙1200平方米做功傘開收傘試驗。
高空風能作為尚未規(guī)模開發(fā)的新能源“無人區(qū)”，具有風速高、風向穩(wěn)定、風能密度大等優(yōu)勢，蘊藏著巨大潛力。目前主要有陸基和空基兩種技術(shù)路線?？栈呖诊L力發(fā)電，是把輕型風力發(fā)電機搭載在輕量級飛行器上飛行，空中發(fā)電。此次試驗的是陸基高空風力發(fā)電，是利用在空中展開的做功傘捕獲風能牽引地面發(fā)電系統(tǒng)做功發(fā)電。
不同于“塔筒+機艙+葉片”的“旋轉(zhuǎn)風車”，傘梯式陸基高空風能發(fā)電系統(tǒng)是由“空中組件+牽引纜繩+地面組件”組成的“超級風箏”，其核心原理是用纜繩依次串聯(lián)起能夠自主停留空中的多個做功傘，借著氣流產(chǎn)生巨大拉力，拽著纜繩來回牽引地面發(fā)電機，輕松把高空風能變成源源不斷的電能。其中最大的“空中捕風傘”展開面積可達5000平方米，能蓋住12個標準籃球場，捕風高度最高可到5000米乃至10000米，相當于數(shù)十架風機一起疊疊樂。相比傳統(tǒng)的陸上風電，高空風電可節(jié)約95%的土地，減少90%的用鋼量，降低30%的度電成本。僅10MW的高空風能系統(tǒng)，每年就能發(fā)電2000萬度，可供一萬個家庭一年使用。
相較于海陸風能，高空風能尚屬待開發(fā)的“無人區(qū)”。近年來，隨著材料技術(shù)、浮空器技術(shù)、輕量化電機系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，高空風能發(fā)電技術(shù)的價值逐步凸顯，為全球能源轉(zhuǎn)型提供了可持續(xù)、可再生的能源解決方案。
相比低空風能，300米以上的中、高空風能具有儲量豐富、風速高、風向穩(wěn)定等優(yōu)勢，開發(fā)潛力巨大。相關(guān)研究表明，6000米高空的風能密度均值是地表風能密度20倍以上，高空中所蘊含的風能超過目前人類社會能源總需求的一百多倍。我國是世界高空風能資源豐富的國家之一，當前我國在高空風能利用領(lǐng)域擁有一系列自主知識產(chǎn)權(quán)，可實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與設(shè)備自主可控。未來可全面挖掘高空風電應用場景，打造三維立體多能互補能源中心，拓展產(chǎn)業(yè)鏈空間。目前，我國出臺《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》等系列政策，將高空風力發(fā)電技術(shù)寫入國家重點研發(fā)計劃指南。
