互动科普

空中风力发电机组能将海风转化为电能。

撰文 戴维·别洛（David Biello） 翻译 刘荣

海风的强劲推力可以拉动海面上某个风筝冲浪者，让他达到每小时88.5千米的速度。工程师现在试图收集这些风力用于发电。下图的Wing 7空中风力发电机组（Wing 7 airborne wind turbine）是一个设计原型，它是这个领域中的佼佼者。这种独立、轻便的装置可以拴在陆地或漂浮平台上，当风速增加时，四个转子可以将它抬升到高于250米的高空，“风筝线”会一直和风向垂直。空气冲击碳纤维翼，转子就通过让永久磁铁旋转而发电。“转子既是螺旋桨又是涡轮机，”美国马堪尼电力公司（Makani Power）的CEO及联合创始人、机械工程师科温·哈德汉姆（Corwin Hardham）强调，他是Wing 7的设计者。Wing 7装载的计算机可以让它不断自我调整。

用风筝发电，避开更接近地面的风（因为那里的风变化无常），这种想法已经有百年历史了；而现代版本，包括为收集能源而飞入喷流（jet stream，围绕地球的一条强而窄的高速气流带，集中在对流层顶端或平流层）这种方案，至少可以追溯到20世纪70年代。马堪尼电力公司准备迎接这些挑战，该公司设计的这种海上风筝能在几乎一直有风的地方工作，并且可以通过球面飞行覆盖广袤的天空。即使是不能推动传统涡轮机的相对较微弱的风，也可以把这种被拴着的轻便飞行器加速到每小时160千米以上，以此来发电。

捕捉即使是最高的陆基涡轮机也不能接触到的风，这种可能性已吸引了来自谷歌、美国能源部新能源机构（ARPA）和其他部门的持续财政支持。眼下，Wing 7可以产出30千瓦的功率——略小于一台典型的汽车发动机。马堪尼电力公司计划在2016年开发和部署第一台600千瓦的设备，该设备的发电能力近似于一个小型地面风力涡轮机。

本文作者 戴维·别洛是《科学美国人》助理编辑。