在风能生产方面,似乎德国平原几乎都被挖掘出来。为了驳斥这一理论,研究人员正在向天空发送特技风筝以利用风并将产生的动能转化为电能。
风筝冲浪已经成为一种时尚的体育活动,参与风浪冲浪和特技风筝飞行的爱好者数量以惊人的速度增长。当风抓到风筝时,冲浪者被带到空中; 跳跃越大,刺激越大。但是现代特技风筝不仅仅是一件运动装备 - 它有可能成为一个有价值的能源生产者。特技风筝的空中运动可用于驱动发电机,发电机又将这种动能转化为电能。这种充满活力的想法来自柏林风能开发商NTS GmbH的创始人。为了使他们的概念成为现实,他们在斯图加特引入了弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所IPA。
IPA的工程师Joachim Montnacher解释了“风筝发电站”的工作原理:“风筝飞行高度为300至500米,完全可以被强风捕获。电缆长约700米,将风筝系在车辆上并将它们拉到轨道上的电路上。然后发电机将车辆的动能转化为电能。控制和测量技术位于车辆上。与依赖转子的传统风电场技术相比,该技术具有广泛的优势。地面的风速往往为零,但随着你走得越高,风速就越大。在100米的高度,风速约为每秒15米; 在500米处,它们每秒超过20米。“ 风筝的能量产量远远超过风力涡轮机的能量产量,风力涡轮机的转子尖端在最大高度200米处转动。加倍风速导致能量的八倍,“Montnacher说。”根据风力条件,八面风筝的总表面积可达300平方米,相当于20个传统的1兆瓦风力发电机。
500米处风力更均匀
风筝不必像风力涡轮机那样与风的恒定性相抗衡,因为你走得越高,风力越大。过去一年的数据显示,在10米的高度,只有35%的风速达到每秒5米的风速,但在500米时,可能性高达70%。这使得任何数量的新低地都可以用于生产风能。另一个优点是,构建一个系统的成本要低得多,该系统除了其他之外不需要每个重达数百吨的塔。
项目合作伙伴明确划分责任:NTS GmbH将设计风筝并建造高空风电场,IPA的研究人员将负责开发控制和测量技术,包括电缆绞盘机构和电缆商店。控制单元的工作之一是将测量信号传输到电缆控制和风筝调节机构。位于每根电缆线中的水平和垂直角度传感器以及电缆分配器内的力传感器可确保精确控制风筝的运动,因为它遵循上面的八字形或正弦波飞行路径。这些飞行机动产生高达10千牛顿(kN)的高牵引力 - 这意味着20平方米的风筝能够拉动一吨。
在梅克伦堡 - 西波美拉尼亚的一个试验场地,IPA研究人员和NTS有限公司已经能够沿着400米长的直道向其首航发送一只风筝。使用类似于用于飞行模型飞机的遥控器来手动控制风筝。专家们现在想要重新配置测试轨道,使其成为一个循环。计算机最终将用于实现风筝的全自动控制。
“根据我们的模拟,我们可以使用NTS轨道运行总共24个风筝,每年产生120千兆瓦时(GWh /年)。从这个角度来看,一个2兆瓦的风力涡轮机每年产生大约4吉瓦时。因此,NTS系统可以取代30台2兆瓦的涡轮机并为大约30,000个家庭供电,“NTS GmbH总经理GuidoLütsch说。在演示轨道上成功试飞后,项目合作伙伴确信他们的计算机模拟将在实际中保持稳定。第一批投资者已经加入。
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