Page 191 - 新能源风力发电技术与自动化技术研究

第六章 新能源风力发电技术与应用

（三）高空风力发电技术应用现状
高空风力发电技术是一种利用高空风能进行发电的新型技术。在国内，高空
风力发电技术已经成为新能源领域的重要发展方向之一，并得到了政策的大力支

持和市场的广泛认可。同时，国内外的科研机构和企业也在不断进行技术创新和
研发，提高高空风力发电技术的效率和可靠性，降低成本，进一步推动该技术的
发展和应用。
1. 空基发电技术应用

空基高空风力发电将发电机置于空中，通过气流吹过叶片平面从而带动发
电机发电。轻型风力发电机被安装到飞行器上，然后被释放到高空中。通过特定
的操作方式，飞行器将在风力和缆绳的共同作用下，按照特定的轨迹进行循环飞
行。在飞行过程中，气流将驱动发电机进行发电，随后通过缆绳将产生的电能传

输回地面。空基高空风力发电技术有浮空器型方案，美国 Altaeros Energies 公司
研制了浮空风力发电机，其安装快捷无需地面基础设施即能实现风力发电，能够
为偏远基础设施不齐备的地区提供电能。Magenn Power 公司基于马格努斯效应
研制了近似椭球形浮空器，此浮空器转速较低，发电稳定性好。空基高空风力发

电技术还有无人机型方案，美国 Makani 公司使用由系留绳牵引固定翼无人机在
250 ～ 600m 控制飞行轨迹，利用机翼的涡轮机迎风发电。谷歌 X 实验室研发了
名为“天鹰”（Project Aquila）的无人机空中风力发电项目。该项目利用大型风
筝在较高空域捕获风能，并通过风筝搭载的电力转换系统将风能转化为电能。空

基发电机组与传统风电机组发电模式相似，由气流吹过叶片平面带动发电机发电。
当高空风能稳定时，则高空风力发电稳定。然而空基风力发电将叶片与发电机都
置于空中，总体重量高于陆基发电，因此需要重点考虑飞行组件的轻量化设计。
同时需要考虑电能通过系留绳的传输，如果是浮空器发电方案，还需要浮空器中

气体泄漏与补偿问题，因此空基风力发电系统集成难度较高。
2. 陆基发电技术应用
陆基高空风力发电将发电机放置在地面上，并通过飞行器与地面的连接实
现发电。具体来说，飞行器被固定在缆绳上，类似于将风筝放飞到高空。在风

力的作用下，飞行器牵引地面发电机转盘旋转，从而产生电能。陆基高空风力
发电技术也有 2 种实现方案：风筝型技术方案以及类无人机型技术方案。意大
利 KiteGen 公司使用拱形风筝捕获高空风能，控制系留绳的收放实现能量转换，

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