“空中甜甜圈”高空風力發電！

longhong

想到風力發電，腦海中浮現的影像往往是一根高高的塔柱支撐著扇葉的景象，不過誕生自麻省理工學院(MIT)的 Altaeros Energies 卻離經叛道，發展飄浮在高空中的高空風力發電，風力發電機與扇葉都放在一個甜甜圈般的氦氣球之中，飄浮在高空。

成本降低機動性更高

高空風力發電比起主流的塔式技術，有許多優點，由于愈高的空中，氣流愈穩定，發電效果也愈好，近年來風力發電機都往越來越高大的方向發展，但這也使得塔柱成本上升，塔柱愈長愈高也引起安全性上的疑慮，比起使用塔柱，飄浮技術可省下塔柱成本，而還能讓風機位于比塔柱所能及的范圍更高的空中。“空中甜甜圈”飄浮在300到600公尺高，在這樣的高度，同扇葉大小的風力發電機，發電效率為地面上的2倍。
另一方面，受到塔柱的限制，一般風力發電機只能固定原地不動，并且也必須選擇良好風場，往往在適當的風場大量設置，因此風力發電往往被歸類為集中式能源，飄浮式技術沒有這樣的限制，可以機動調度，支持臨時須用電的偏遠地區，如臨時性工程、偏遠工業場址如礦場等、軍事基地、災難救助、野外研究、以及臨時性活動等等。飄浮式技術也能汲取高空更穩定的風力，因此受風場限制也小，更可以作為分散式能源應用，引領風力發電走向分散式能源的時代。

不只發電也是高空基地臺
另一方面，“空中甜甜圈”也不只可以發電，還可以同時將通訊設備一起載上高空，由本身的風力發電機供電，就成為移動式的高空基地臺，能提供偏遠地區通訊及網絡服務。
Altaeros Energies目前正在阿拉斯加規劃第一個商業運轉的前導計劃，發電容量為30千瓦，計劃預算為130萬美元，其中約半數將由阿拉斯加州政府出資，目前仍在審核中，Altaeros Energies 希望能在 2015 年底上線。

目前 Altaeros Energies 的發電成本仍然偏高，每度電18美分，相對于美國陸上風力發電2014年在西德州等地成本已經降到每度電5美分，高空風力發電可說貴上太多，不過 Altaeros Energies并不擔心與陸上風力發電競爭，因為高空風力發電主要鎖定集中式電力網絡相對不劃算的偏遠地區，其電價由于輸配網絡成本的因素，可高到每度電 25 美分，因此高空風力發電仍然有競爭力。另一方面，產業界也預期隨著技術進步與規模量產，高空風力發電的成本也會持續下降。

風力發電的高空競逐
競逐高空風力發電的廠商也不只Altaeros Energies一家，美國太空總署(NASA)正在發展風箏式技術，而Google X也于2013年買下發展風箏式技術的Makani Power，Makani Power 計劃在2015年在夏威夷大島測試其技術，除此之外，3M 資助的自然科技系統(Nature Technology Systems)、DSM 風險創投投資的天帆(SkySails)、荷蘭皇家航空資助的Ampyx Power，以及 Sabic 風險創投投資的風箏發電(KiteGen)，都積極發展高空風力發電。

斯坦福大學研究指出，高空風力發電的潛力無比巨大，總發電潛力超過全球總用電量的100倍以上。一旦高空風力發電規模化、成本效益提升，可望成為能源領域的重要角色。

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