瑞士Twingtec科技公司创造了一款“twing”无人机,通过飞入天空来捕获风力,预计比传统风力发动机提供更佳的发电效率。这个无人机在设计的过程中借鉴了风筝的原理,通过一个被称为TT100的技术,就像系了根绳一样,有一个专门的传输系统连接到地面,这个连接绳最长可以放到300米,便于无人机可以在更高的高空,获得更多的风力。

兰克林曾做过一个著名的雷雨天放风筝实验,电流沿着风筝线一路火花带闪电的冲下来,然后把 他电的找不着北。这个实验不仅证明了闪电就是电,还启发了瑞士的Twingtec公司,设计出一款在 高空上进行风力发电的风筝无人机。

意昂集团(E.ON)是一家欧洲控股公司,总部位于北莱茵 - 威斯特法伦州杜塞尔多夫,是世界上规模最大的私营电力公司服务供应商之一。该公司在本周宣布将投资机载风能领域,这是一种的新型风力能源,一种基于海上系留式无人机的创新模式。

该公司在周二宣布,将在爱尔兰梅奥郡投资发展空中风能展示基地,该公司已经与荷兰Ampyx Power公司达成协议,Ampyx Power将成为测试基地的一个用户,在这里,该公司将测试其2 MW空中风能系统(AWES)。


简单地说,空中风能是通过一个绳子将经过特殊配置的无人机拴在一个海上平台,这款像风筝一样的涡轮机可以在海拔200米到450米的高度捕获风能,这种方式比“传统”结构受到的影响要小得多。这款飞行的涡轮机,更像一个被系栓着的滑翔机,按照数字8的形状飞行。地面上的发电机或“锚”会将运动产生的能量转换成电能。通过在更高的高度获取更强的风力,这款涡轮机产生的能量比正常风力涡轮机高出八倍,但是不能在恶略天气中飞行。

Ampyx Power将使用测试基地对其2 MW AWES原型进行测试、验证和展示。此外,Ampyx相信其2 MW AWES系统在使用寿命到期之后,也可以被用于向第一代海上风力公园提供动力。


Ampyx公司的总经理Wolbert Allaart说:“这次与世界领先的能源公司E.ON的合作是我们公司的一个重要里程碑,能够将E.ON大量的海上风能技术集成到我们的产品设计方面这对我们至关重要,清晰的市场利益证据从2014年开始就激励我们差不多50个工程师的团队进行产品研发,在成立的最初5年里,我们已经证明了自己的理念。”


对于E.ON来说,这是第二次进入空中风能发电领域,该公司在2016年层在苏格兰投资成立了机载风能初创公司Kite Power Systems。

E.ON的首席执行官Anja-Isabel Dotzenrath说:“空中风能是支持我们降低可再生能源成本的总体目标之一,除了使用机载风与传统风力发电竞争外,我们还愿与政府、立法者合作共同为这个令人振奋的技术铺平道路,最终使其有资格参与投标流程。”


E.ON B2C解决方案管理和创新部门的高级副总裁Frank Meyer补充道:“E.ON探索空中风能技术已经五年了,我们相信这种技术绝对具备改变游戏规则的潜力,可以支持我们降低可再生能源成本的总体目标,同时也可以帮助目前还没有经济和技术可行性的地区产生可再生能源。虽然在原则上我们是技术不可知论者,但是我们认为与Ampyx Power的合作是我们努力发展新兴的空中风能行业的重要一步。”

全世界都在努力更多地使用可持续电能,一家荷兰公司相信一个自主飞行的系留无人机队可以替代高成本的风力涡轮发电机。位于海牙的Ampyx动力公司正在研究利用系留固定翼无人机来驱动一个地面发电机(类似于通过风筝收集风能发电)。该公司计划在2018年演示验证一套250kW的发电系统,在21世纪20年代演示验证一套2MW的发电系统。

Ampyx动力公司是几家正在探索空中风力发电系统(AWES)的公司之一。某些公司通过吹过风筝的侧风来驱动地面发电机,其他一些公司,例如一家目前在Google旗下的美国开发商Makani正试图开发固定翼的“能量风筝”,将螺旋桨驱动的发电机产生的电能通过系留电缆传回地面。

Ampyx的采取一种折中方案。它使用无动力的系留无人机,可视风力条件在平台起飞,必要时可进行回收。一旦升空,飞机按椭圆或8字形航路飞行。在无人机飞行过程中,随着它的升高和降低,无人机与地面间的系留电缆被拖曳,由此产生的牵引力驱动与系留电缆相连的一个圆柱形的鼓状装置进行发电。

Ampyx的创始人和技术负责人理查德·鲁伊特坎普表示:“AWES的潜力在20世纪80年代就被发现了,但是直到如今,在材料科学、CFD技术等方面的发展才使AWES得到实现。”

Ampyx公司于2009年开始测试相关技术。证明了确实能够发电,该公司从零开始开发了应用于该系统的自主飞控系统。

鲁伊特坎普表示:“对普通飞机来说,拉起操纵杆将提高攻角,提高升力,降低速度,但是我们的系留无人机爬升时,它的升力更大,速度更快,这与其他飞机有根本区别,因此,目前我们的无人机没法采用现成的自动飞控系统。”

该公司新设计的AP3双尾撑无人机采用了更精确的传感器和生命周期更长的机载系统,具有250kW的发电能力。该公司与德国电力公司E.ON签署伙伴关系,AWES是重要的合作内容。Ampyx希望在2018年下半年试飞AP3,测试工作在爱尔兰马尤郡开展。

AP3翼展达12米,几乎T-6“德州人”飞机一样大。Ampyx正试图为该飞机取得欧洲航空安全局的“特定种类无人空中系统”认证。双尾撑设计使无人机的系留电缆可系于靠近飞机重心的地方。无人机的起飞通过电动弹射器实现,飞机的回收系统使无人机在空中减速,一旦无人机错过了降落的平台,系留电缆将把它拉拽回来,同时,起落架的设计使无人机可在高下降速率条件下着陆。

如果AP3试验成功,Ampyx希望开发能发电2MW的商用系统。鲁伊特坎普表示:“Ampyx正尝试一种新构型,包括双体飞机或飞翼布局飞机。不管怎样,2MW发电飞机的翼展很有可能达到20米。”

鲁伊特坎普相信2MW的发电系统将在生命周期内达到与风力涡轮发电机相近的供电能力。同时,在由于地面水深等原因无法建造支撑风力涡轮发电机必须具备的混凝土结构的地区,AWES将占据更大的市场。他表示:“我们的AWES将占据2MW发电系统最大的市场,该系统初步设计已经开始了。”