以風(fēng)電、光伏代表的可再生能源，具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性特征。除了發(fā)展儲(chǔ)能，把富余的電量?jī)?chǔ)存?zhèn)溆猛?，人們也在尋找更穩(wěn)定的風(fēng)能和太陽(yáng)光。

為了追求太陽(yáng)能的穩(wěn)定性，人類想出了到太空中建太陽(yáng)能發(fā)電站，這樣可以不受黑夜的限制。為了追求風(fēng)電的穩(wěn)定性，人們則從孩童時(shí)期的玩具風(fēng)箏受到啟發(fā)，尋求到更高的高空中發(fā)展風(fēng)能。

距地面500米至10000米的高空風(fēng)能是人類迄今還沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用的新能源。這是一種儲(chǔ)量豐裕、分布廣泛的可再生清潔能源。國(guó)外環(huán)境和氣候科學(xué)家的研究報(bào)告指出，高空中蘊(yùn)藏的風(fēng)能超過(guò)人類社會(huì)總需能源的100多倍。

在風(fēng)能資源豐富的風(fēng)力發(fā)電站區(qū)域，地面風(fēng)力也遠(yuǎn)小于高空，地面附近的風(fēng)力密度低于每平方米1千瓦。而在高空區(qū)域，風(fēng)力密度則可以達(dá)到每平方米5至10千瓦，甚至更高。

因此，在全球新能源競(jìng)賽進(jìn)入白熱化的今天，高空風(fēng)能發(fā)電憑借其綠色化、低成本、穩(wěn)定性三大優(yōu)勢(shì)，具有很高的能源開(kāi)發(fā)價(jià)值，成為可再生能源的新賽道。

日前，全球第一座可以在1500米以上高空發(fā)電的兆瓦級(jí)高空風(fēng)能電站SAWES1500，已經(jīng)在中國(guó)長(zhǎng)沙總裝完畢，即將進(jìn)行測(cè)試飛行。不久之后，可再生能源將不再僅僅局限于地球表面，人類有望開(kāi)啟“向天要電”的全新時(shí)代。

這種外形外形似飛艇，功能似風(fēng)車的浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有望成為偏遠(yuǎn)地區(qū)和災(zāi)區(qū)的電力解決方案，在這些區(qū)域傳統(tǒng)供電方式往往無(wú)法使用或供電不足。

研究人員表示，該系統(tǒng)發(fā)電量是國(guó)外同類產(chǎn)品的30倍以上，有望將著名科學(xué)家錢學(xué)森1957年提出的科學(xué)構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

8月17日，北京臨一云川能源技術(shù)有限公司首席技術(shù)官翁翰鈳在北京廣播電視臺(tái)舉辦的講座中宣布，該公司最新研發(fā)的1兆瓦浮空風(fēng)力發(fā)電發(fā)電裝置SAWES1500正準(zhǔn)備進(jìn)行試飛。

該系統(tǒng)由北京臨一云川能源技術(shù)有限公司聯(lián)合清華大學(xué)、中科院空天院等多家科研機(jī)構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新開(kāi)發(fā)。

圖說(shuō)：世界首艘兆瓦級(jí)“風(fēng)車”飛艇將在中國(guó)發(fā)電

來(lái)源：interestingengineering

“追風(fēng)”的足跡要回溯到2017年，彼時(shí)只有19歲的頓天瑞與翁翰鈳在北京的一間實(shí)驗(yàn)室里，在白板上反復(fù)演算高空風(fēng)能捕獲公式。經(jīng)歷六年磨礪，SAWES系統(tǒng)（平流浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)）從概念圖紙進(jìn)入工程驗(yàn)證階段。

2023年底，手握技術(shù)成果的頓天瑞與翁翰鈳成立了北京臨一云川能源技術(shù)有限公司，他們聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新。研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后完成了初始驗(yàn)證樣機(jī)、工藝驗(yàn)證樣機(jī)、萬(wàn)米浮空樣機(jī)和原理測(cè)試樣機(jī)，并形成了應(yīng)急搶險(xiǎn)型號(hào)（S500）與發(fā)電高度不超過(guò)3000米的初級(jí)電網(wǎng)型號(hào)兩大產(chǎn)品系列。

2024年10月，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的S500型涵道式浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，在湖北荊門漳河機(jī)場(chǎng)放飛升空，直徑15米、長(zhǎng)度23米的S500順利升空至500米高度，載荷量、升阻比、風(fēng)能利用率達(dá)標(biāo)，迎風(fēng)姿態(tài)穩(wěn)定，發(fā)電功率保持在50千瓦以上。

據(jù)介紹，涵道式浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，是利用充氦浮空器將輕量化的發(fā)電機(jī)組運(yùn)升至設(shè)定高度，利用涵道引射擴(kuò)散原理，通過(guò)系纜將電能傳輸至地面的技術(shù)及裝備系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由浮空平臺(tái)、發(fā)電模塊、電力傳輸和系留線纜組成。

此前297米的升空高度和30千瓦的發(fā)電功率，長(zhǎng)期由國(guó)外研究團(tuán)隊(duì)保持。此次作業(yè)打破了此類設(shè)計(jì)的機(jī)載渦輪機(jī)的最大飛行高度和發(fā)電量記錄，隨后臨一云川浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)和測(cè)試工作便按下了加速鍵。

圖說(shuō)：S1000型浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

來(lái)源：江西新聞

2025年1月，S1000型浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在江西共青城進(jìn)行升空試驗(yàn)，首次試飛至1000米高空并順利發(fā)電，發(fā)電功率超過(guò)100千瓦，刷新了浮空風(fēng)電系統(tǒng)最大升空高度和單臺(tái)浮空器最大發(fā)電功率兩項(xiàng)行業(yè)世界紀(jì)錄。

經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)測(cè)試，S1000型浮空風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，其高度、風(fēng)速、發(fā)電功率、升阻比等參數(shù)，均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，圓滿完成試飛任務(wù)。

2025年2月18日，由臨一云川聯(lián)合北京航天數(shù)據(jù)股份有限公司共同打造的工業(yè)大數(shù)據(jù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室未來(lái)空天能源分中心在湘江新區(qū)掛牌成立。該中心通過(guò)整合產(chǎn)學(xué)研資源，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)助力未來(lái)空天能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加速推動(dòng)科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化。

2025年6月，臨一云川僅用一個(gè)月就完成了全球第一臺(tái)兆瓦級(jí)高空風(fēng)能發(fā)電裝備S1500的總裝。7月，在四川宜賓的產(chǎn)融合作大會(huì)上，這款最新型高空風(fēng)能發(fā)電裝備“SAWES1500” 來(lái)眾多專家學(xué)者駐足。

圖說(shuō)：S1500總裝現(xiàn)場(chǎng)

來(lái)源：湖南日?qǐng)?bào)

S1500實(shí)現(xiàn)完全自主研制，可升空至1500米以上，年等效滿發(fā)小時(shí)數(shù)逾4000小時(shí)，是陸上風(fēng)電的2到3倍。其兼具并網(wǎng)和分布式兩種發(fā)電場(chǎng)景所需能力，適用于應(yīng)急救援、城市安保、通信保障、孤島用電、零碳園區(qū)用電等。

據(jù)《南華早報(bào)》報(bào)道，S1500 系統(tǒng)在其管道中部有 12 個(gè)微型發(fā)電機(jī)，可同時(shí)運(yùn)行。這些微型發(fā)電機(jī)由碳纖維制成，一套系統(tǒng)的總重量不到 1 噸。

臨一云川首席技術(shù)官翁翰鈳表示，在離地面1,500 米的高空，風(fēng)速大約是陸地上的三倍，這意味著它可以將電力輸出提高約 27 倍。

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電的基本原理，風(fēng)中的能量與風(fēng)速的三次方成正比。中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院浮空器高空發(fā)電項(xiàng)目負(fù)責(zé)人宮澤奇解釋說(shuō)，這意味著，風(fēng)速增加1倍時(shí)，風(fēng)中的能量增加到8倍，因此3倍風(fēng)速則意味著高達(dá)27倍的能量。

臨一云川創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官頓天瑞此前曾表示，他們的目標(biāo)是將浮動(dòng)風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)提升至10,000米的高度。那里的風(fēng)力比地面強(qiáng)200倍，可以帶來(lái)顯著更高的發(fā)電量。

隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮娜找嬖鲩L(zhǎng)，高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正成為綠色能源領(lǐng)域的一顆新星。中國(guó)獨(dú)特的高空風(fēng)能資源為高空發(fā)電技術(shù)發(fā)展提供了天然的地理優(yōu)勢(shì)。

有國(guó)際權(quán)威氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，高空風(fēng)能最佳地點(diǎn)就包括中國(guó)所在的亞洲東海岸。數(shù)據(jù)顯示，最先進(jìn)的地面風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)力密度低于每平方米1千瓦，而中國(guó)陸地上空萬(wàn)米高空處大部分地區(qū)的風(fēng)力密度均值逾每平方米5千瓦。

未來(lái)，成千上萬(wàn)座“天空電站”或?qū)⒔M成懸浮矩陣，在云端構(gòu)建起空中綠色電力網(wǎng)絡(luò)，從而為 “碳中和”目標(biāo)提供新的解決方案。