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風箏竟然也能發電

2023年09月19日

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放風箏和發電似乎是風馬牛不相及的事,科學家卻巧妙地利用了風把風箏送上天的能量發出電來。
風箏藉助風力發電的原理很簡單。放風箏時,風箏的平面幾乎垂直於風向,從而產生了最大的上升拉力,這種拉力就作用在放風箏的繩索上。風箏的繩索拉動固定在地面上的轉盤(卷揚機)上,使之轉動,再由轉盤帶動發電機,當發電機轉動時,便能發出電來。
能發電的風箏當然不是我們在公園裡常見的「娛樂型」風箏。這些發電風箏通常面積大、重量輕、抗風力強,風箏面採用高強度輕質材料製成。放飛這些發電風箏,當然也不再是靠人的雙手,而是要通過專門的設備來進行。所以,風箏上還需要安裝多種傳感器,以便控制風箏的高度、風箏平面的傾角等。
風箏在受風力作用上升的過程中,拖動地面上的卷揚機發電。當它升到一定高度後,就需要收回並重新放飛。這時,控制器控制風箏的平面,使之幾乎平行於氣流方向,這樣,風箏返回的阻力最小。由於風箏發電只有在風箏上升時才能做功發電,收回時並不做功,因此,單個風箏發電是間歇性的。可以用兩個風箏帶動同一台發電機,當其中一個風箏升空做功發電時,另一個風箏是逆程返回,兩個風箏輪流工作,就能使發電機處於持續發電的狀態了。
風箏藉助風力發電的成本很低,據估計只是平均發電成本的1/30,不過目前,風箏發電尚處在新生階段。大多數公司致力於相對小型的驗證性風箏發電裝置,沒有人將他們的發電技術擴大到可以和傳統風力發電機比擬的兆瓦量級。但是這種小版本的發電系統已經進入市場了。

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