“空中电站”“空中捕风伞”来了高空风电迈入兆瓦级测试新阶段

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2025-09-29 10:36:48 封面新闻

在新疆哈密，一个长60米、宽40米的巨型飞艇于9月19日至21日悄然升空。这艘飞艇是目前世界上最大的浮空风电装置——S1500型浮空风力发电系统，设计功率达1兆瓦。

与此同时，在北京，一个面积相当于12个标准篮球场的5000平方米“空中捕风伞”正式启运前往内蒙古测试。该设备同样具备兆瓦级发电功率。这两项进展标志着中国高空风电技术迈入兆瓦级测试新阶段。高空风力发电利用能自主停留空中的飞行器，捕获300米以上高空风能，实现风能与电能转换。目前主要有陆基和空基两种技术路线。

空基高空风力发电是指发电机悬于空中，搭载在轻量级飞行器上进行发电。9月19日至21日，在新疆哈密淖毛湖基地，由北京临一云川能源技术有限公司研制的S1500型浮空风力发电系统完成了总装、构形保压测试、昼夜强风放收等一系列预定试验科目。该系统外形酷似飞艇，设计功率1兆瓦，主气囊与环翼形成巨型涵道，搭载12套100千瓦发电机组，利用高空稳定强风驱动叶轮，通过系留线缆将电能输送至地面。在材料与成本控制方面，S1500系统实现了突破，省去了大型支撑结构，材料消耗减少40%，度电成本降低30%。特制的“电力脐带”系留缆绳兼具承重与输电功能，可承受上百吨拉力并实现千米级高压电力传输。系统还集成了智能姿态控制系统，可在戈壁强风环境下保持±3°的姿态精度，并能在极端天气下自动降高或回收至地面掩体，抵御17级台风。该公司计划在2026年实现批量生产并交付首批用户并网发电。

陆基高空风力发电则将发电机置于地面，轻量级飞行器置于空中捕获风能，通过飞行组件捕捉风能带动缆绳往复牵引地面发电机转盘旋转产生电能。9月26日，由中国能建中电工程牵头的国家重点研发计划“大型伞梯式陆基高空风力发电关键技术及装备”项目启动，全球最大高空风力发电做功伞在京启运。此次交付的做功伞展开面积达5000平方米，可在500-5000米高度范围内捕获风能并带动地面发电设备发电。这一项目试验标志着我国高空风力发电由千瓦级向兆瓦级迈进，未来可极大带动航空、能源、环保等高空风能相关产业的发展。做功伞将运往内蒙古自治区阿拉善盟左旗，开展现场放飞试验测试工作。

近年来，传统的风力发电技术受限于地形、气候等因素，发展潜力和效率受到限制。而距地面500米至10000米的高空风能是一种储量丰裕、分布广泛的可再生清洁能源。国外研究指出，高空中蕴藏的风能超过人类社会总需能源的100多倍。高空风的特点是风速高、分布广、风向稳定、常年不断，具有很高的能源开发价值。在风力资源丰富的地区，高空风力密度远高于地面，风速增加1倍时，风中的能量增加到8倍，3倍风速则意味着高达27倍的能量。因此，风速快的地方是理想的风力发电场。我国高空风能资源丰富，特别是在内蒙古、甘肃北部、东南沿海等地，高度在5000米以上时，大部分地区的风能密度均超过每平方米1千瓦。采集高空风能可以获得清洁、低成本以及高稳定性的风电，高空风电可节约95%的占地，减少90%的用钢，并使度电成本降低30%，同时可串联多个飞行器，在大型化、商业化上具有明显优势。近年来，我国在高空风能利用领域走在世界前列，拥有一系列自主知识产权，可实现全产业链技术与设备自主可控。

(责任编辑：zx0176)

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