欧洲高空风电技术研发获阶段性进展 我国起步虽晚也成就斐然

　　高空风电舞起来

　　中国电力报 中电新闻网记者张栋钧

　　将发电装置用类似放风筝的方式置于空中，利用200米以上高空充裕的风能进行发电，这种曾经被视为天方夜谭的想法，目前正一步步成为现实。

　　记者近日从科技部官网获悉，欧盟第七研发框架计划（FP7）提供200万欧元，总研发投入300万欧元，由欧盟6个成员国及联系国葡萄牙（总协调）、西班牙、丹麦、荷兰、挪威和克罗地亚的7家风力发电设备创新型中小企业，联合科技界组成了欧洲HAWE研发团队，从2010年10月起，开始从事高空风力发电技术的研发，目前已取得阶段性进展。

　　相较之下，我国在此领域虽起步较晚但也取得了较大进展。目前中国广东高空风能技术有限公司发明了天风技术方案，采用伞梯组合型高空风电机组解决了高空风能采集稳定性问题，成为商业化的优势方案，国内首个示范电站已落户安徽芜湖。

　　业内人士表示，高空风电客观上克服了传统风电因风量随意性、波动性以及地理位置偏僻导致的电网建设欠缺等 “缺陷”。随着国内外市场需求的推动,高空风电站建设的市场规模难以估量。

　　在资本领域早就是个香饽饽了

　　资料显示，高空风能密度是低空风能的十倍至百倍。随着海拔升高，优质空域的风能密度可以达到每平方米2000瓦。如果进一步升至万米高空，风能密度是百米空域的上百倍。

　　虽然在产业方面，高空风电依然嗷嗷待哺，但在资本领域早就是个香饽饽了。根据全球风能理事会（GWEC）预测，高空风电行业未来市场需求量将有望超过1000亿美元。因此，高空风电技术也引发了各路资本极大的兴趣。

　　事实上，自20世纪70年代以来，有关高空风力的各项专利不断涌现。总体来看，这些探索无外乎两种构架方案：一　  者是直接在空中建造发电站并发电，然后通过电缆将电能输送到地面；其二是一种类似于风筝的构架，将机械能输送到地面，再由发电机将其转换为电能。

　　谷歌公司选择了后者。2013年谷歌首次以GoogleX为名宣布收购空中风力涡轮发电设备公司MakaniPower，高空风电技术立刻引起了小范围的关注。具体来说，2006年MakaniPower获得了谷歌1500万美元的种子资金、美国高级研究计划局300万美元的拨款以及其他私人投资,2008年谷歌公司投资又增加到2000万美元。2013年5月,MakaniPower被谷歌公司收购,并入GoogleX部门。

　　据了解，目前该公司正试图将无人驾驶的旋翼风筝升入空中，并与地面基地相连，当旋翼风筝升入高空时，风筝便充当发电机作用。当风速下降时，风筝便回到悬停模式，然后返回到地面基地。

　　在此领域除谷歌外，意大利公司KiteGen近年来所取得的进展同样可圈可点。

　　据了解，为克服传统风电受场地和风向风速因素影响较大等诸多缺点，意大利KiteGen科技公司将目光投向高空风能，并开发出全新的MARS(MagennAirRotorSystem)系统。

　　MARS系统主要由高空的拖曳风筝和地面的发电设备两部分构成。其中，拖曳风筝和地面的风机相连，并通过安装在发电设备上的航空感应器来控制风筝旋转的方向和路径，以最大限度带动风机旋转并发电。

　　截至目前，全球已有50余家企业正在从事高空风能发电相关的研发工作。记者留意到，近年来欧洲、美国等发达国家多家企业在此领域的技术研发上动作频频，欲分食这块“大蛋糕”。

　　国内首个示范电站建成

　　具体到我国，数据显示，我国绝大部分　  地区5000米以上高空中的有效风能密度在每平方米1000瓦以上，发展高空风电具备先天优势。

　　在中国气象局风能太阳能资源中心的相关专家看来，我国低空风能主要集中在“三北”地区，而用电负荷在东部，这造成目前风电要大规模外送的难题。而高空风能与我国的用电格局存在着天然的匹配，为就近消纳创造了较好条件。

　　在此背景下，记者了解到，成立于2009年的广东高空风能技术有限公司，是我国第一家从事高空风电技术研发的公司。由于看好高空风电的前景，中路股份多次增资入股该公司，目前持有股权高达58.041%。

　　据该公司相关负责人介绍，公司目前致力于开发应用最新的发电技术――― “天风”风电技术。

　　该技术是一整套利用 （300~10000米）高空风力资源进行发电的新型风力发电新技术。具有在台风及暴风雨情形下仍能正常运转的独特优势，是目前世界上技术最具创新性、稳定性最高的高低空皆可运行的风力发电系统，技术商业应用的成熟度已达到较高水平，可研制出世界上单机功率最大，超过5万千瓦的风力发电系统，以及功率高达百万千瓦的高空风力发电系统。

　　另外，该公司透露，目前公司已成功研制出发电目标、整体性能达到设计要求的100千瓦高空风能发电系统原理样机，2.5兆瓦高空风能示范电站已经建成。

　　与此同时，该公司位于安徽芜湖县的高空风能示范电站项目，自去年5月至7月期间共进行了9次放飞发电运行，运行高度为132～488米。设备累计发电时间为53小时，共发电量3.1万千瓦时。

　　谈及未来发展规划，该负责人表示公司目前已经完成10~50兆瓦高空风能发电系统方案设计，未来将进一步研制出百兆　  瓦级高空风能发电系统，推出发电成本比火力发电更低的风电。

　　广东高空风能并不是我国唯一在高空风电有所举措的公司。

　　今年年初，华仪电气也发布公告称，与意大利高空风电技术公司KiteGenVentureS.p.A.在意大利都灵签订投资意向书,投资内容包括向意大利KGV公司进行300万欧元的股权投资,以及双方在中国成立合资公司的事项。据了解，未来六个月内,双方将就股权投资的具体细节进行商谈,同时启动未来在中国设立合资公司有关主要条款的谈判,投资协议和在中国设立合资公司协议也将一并签署。

　　五年形成200-300米成套技术

　　前景虽然一片向好，但也面临着不小的挑战。在业内人士看来其核心问题无外乎有两点。其一，其运行范围内需要禁飞,而我国高空风能丰富的东部地区航线密集,高空风能发电需要得到军方的批准；其二，风电消纳问题也需要得到解决。

　　前不久，国家发展改革委、国家能源局下发了 《能源技术革命创新行动计划（2016~2030年）》（以下简称《行动计划》），其中也有部分内容为该技术未来发展指明方向。

　　《行动计划》明确提出，未来将研究适用于200~300米高度的大型风电系统成套技术，开展大型高空风电机组关键技术研究，研发100米级及以上风电叶片，实现200~300米高空风力发电推广应用。

　　与此同时，《路线图》在对技术方向进行细化的同时，还提出到2020年形成200~300米高空风力发电成套技术，并于2030年获得实际应用并推广。业内专家预计,如果政策环境到位,产业配套成熟,未来发展值得期待。