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2025-06-28 0
中国首次实现“空中发电”，发电量远超地面发电！会撞上飞机吗？
健康生活
2025年06月28日 18:30 1
admin
“放风筝”也能发电？中国人在500米以上的高空做到了，发电量远超地面风机。
传统风力发电的痛点
由于风机大多建造在郊外，初期的运输、修建、多余的污水等，会破坏附近植被土壤和水源，并且运行后，导致周围动植物丰富性降低。
风机的一大痛点是“噪音”，单台风机噪声高达102dB(A)，虽然相距200米，噪音衰减至45dB，但随着机械设备愈发老旧，夜间噪音仍然会影响周边居民的睡眠。
除了人类，想必鸟类对风机也是厌恶至极。
每年都有大量鸟类撞上风机叶片，或者风机产生的噪音和光影变化，变相在驱逐周边鸟类，如果在野外大量修建风机，其实也在压缩鸟类的生存空间，据研究表明，风电区域鸟类密度平均下降30%~50%，一旦鸟类数量减少，可能会导致附近生物链失衡，大量昆虫肆意繁衍后破坏当地生态环境。
高空风力发电和传统风力发电的差异
一般高空发电装置由地面基础设施、缆绳、飞行平台、发电模块和辅助系统组成，考虑到飞行平台类型不同，又可分为系留风筝式飞行器、系留飞行器式、系留浮空器式三种。
系留风筝飞行器：发电机在地面，由高空伞梯状或滑翔式飞行器上下循环运动，通过牵引绳带动发电机发电。
系留飞行器式发电装置：将发电机固定在高空飞行平台上，迎风飞行过程中发电，通过传输线将电能输送到地面。
系留浮空器式发电装置：跟第二种模式差不多，都是将发电机固定在空中，只不过稍微调整成镂空型和涡轮型。
高空发电装置和传统地面风力发电，最大的差异在于，前者高度在500米以上，而后者在地表，这样就能避开地表风力发电机的所有缺点。
例如高空风力发电机不会造成环境污染、不会对鸟类产生影响、没有噪音等，属于理想的风力发电模式。
高空风力发电装置的实际效果如何？
当受到温度影响，不同区域的大气温度不同，受热空气膨胀，冷空气收缩，于是就形成了气压差，当空气从高压区域向低压区域流动时，就会产生风。
众所周知，大风吹过地面时，会受到地形、建筑物等因素干扰，风力时强时弱不稳定，大多数情况下，风力吹过障碍物会更弱，所以，地表风能不强。
而距离地表的500米高空及以上，几乎没有障碍物阻拦，风力更稳定，风速也更强一些。
高空风力发电的好处是，不需要寻找地表风力强大的区域，例如海岸、山地等，也不需要考虑周边有没有住宅区。
据科学研究，高空风能密度通常是地表风能的20~100倍，高空风能总储量超过目前人类能源总需求的100多倍，每年风能发电时间可达6500小时以上，而地表风机仅有2000~3000小时。
所以，高空风力发电大有可为。
但现实和理想之间还存在较大差距，2024年1月7日，中电工程设计投产的安徽绩溪高空风能发电项目获得成功，首次利用300~3000米高空风能并网发电。
但随之也出现一些问题。
系留缆绳需要能抵抗极端天气，例如低温、雷暴，就算是晴天，在高空20~40m/s的风速下，绳子频繁振动也会让材料出现裂纹，所以，系留缆绳的稳定性和耐久性还需进一步提高。
飞行器同样需要面临低温、高风环境，北欧试验项目的滑翔伞飞行器就曾因为结冰失败过。
此外还要考虑经济性，即便是成本较低的陆基高空发电，单兆瓦造价约300万美元，是传统风机发电的2倍，并且空中维护耗时和成本都比较高。
简而言之，虽然目前中国高空风力发电取得成功，但暂时各项费用较高，还不能商业化，如果继续优化，相信不需要多久，高空风力发电项目就会普及。
高空风力发电飞行器会撞上飞机吗？
一般而言，高空风力发电装置的运行高度在500~1000米之间，跟民航客机没有冲突，但跟直升机、小型飞机及无人机作业空域确实存在重叠。
飞行器失控可能飘入航道，系留缆绳断裂可能影响其他飞行器，为此提出的解决方案有以下2种：
1.规划一片空域，专门用来高空风力发电，范围并接入航空导航系统，实时更新位置。
2.在直升机、小型飞机或无人机接近时，且无可避免将要接触时，系留缆绳触发自动熔断，发电装置通过降落伞缓降。
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