高空风能新突破，“空中电站”震撼登场

据中国能建集团消息，最近我国在高空风能领域取得了重要突破：在内蒙古阿拉善左旗试验场，核心装备——可展开面积达5000平方米的高空风力发电捕风伞顺利完成收放试验。这套全球最大规模的捕风伞系统顺利完成全部预定试验内容，实现了高空收伞与发电，为我国高空风能的工程化应用奠定了坚实基础。

那么，高空风力发电的技术原理是什么？具备哪些优势？其应用领域有哪些？对此，中国能建集团的专业技术人员作了详细解答。

全球领先的大型捕风系统

“高空风力发电技术是指利用自主升空的设备，在300米以上的高空持续捕获风能并转换为电能，这是一项前沿的新能源技术。”中国电力工程顾问集团有限公司副总经理张力介绍说，目前，全球高空风能技术分为空基发电和陆基发电两条路线，其核心差别是发电机组的位置。

本次试验选用的技术属于伞梯式陆基高空风力发电，整体上包括空中捕获风力、通过缆绳传递机械能至地面、最后完成地面发电，是一种类似巨型“风筝”升空运行的原理。

“空中伞梯系统由氦气球承担初始升空，并利用巨型做功伞有效收集高空风力，平衡伞则用于保持系统稳定。所有机械能经超强聚乙烯缆绳传递至地面。”张力进一步解释，所用缆绳强度极高，可承载高达百吨的拉力。

地面发电装置通过两套卷扬机构合作，将缆绳直线往复运动转化为旋转动力，并借助万向滑轮系统适应各种风向变化，从而实现高效发电，单机最高可达兆瓦级。

此次捕风伞也是目前全球体量最大的高空风能收集结构。项目团队通过改良气动设计大幅提升收集效率，伞型结构突破了尺寸极限，为技术发展树立新标杆。

破解传统风电难题

张力指出，虽然当前全球风力发电装机持续增长，但传统陆上、海上风电却面临生存空间有限和资源稀缺的双重瓶颈。

他分析，这类风电通常只能利用近地表有限的风场资源，优质风场越来越难寻。更重要的是，地面风力的波动性和间歇性强，对电网造成较大的稳定性挑战。这些因素不仅制约了风能的开发上限，也难以满足现代电力系统对高可靠性和强调峰能力的需求。

张力认为，风电新的发展空间在地表以上300米至10000米的高空。这里潜藏着亟待开发的巨大风能资源。

“根据科学测算，高空风能资源理论上能达到全球总电力需求的100倍以上。”张力介绍说，与近地风能相比，高空风能不仅能量密度更高，而且风速风向更为稳定，全球分布广泛，为新型电力系统的稳定运行与灵活调节提供了极具潜力的解决方案。

多元化应用前景

今年年初，中国能建集团在安徽绩溪投资建设的国内首个高空风能工程化试验——高空风能发电示范项目已经正式投产，该项目采用伞梯式陆基高空风力发电技术，总装机容量达兆瓦级，可利用300米到3000米的高空风力进行发电，是国内该领域的首个工程化落地。

张力表示，伞梯式陆基高空风力发电技术具备强大的规模化和灵活部署能力，无论是车载、分布还是集中式应用都能满足，具备较高的商业化前景。

他举例称，这套技术能在内蒙古、青海等风能资源丰富地区集中建设，与太阳能基地形成多维立体能源格局；也可面向孤网区域，为边防哨所、海岛、高原科考站等偏远地区提供24小时清洁电力；还可在城市应急领域部署为车载应急系统，为灾害救援和电网故障等突发事件及时供能。同时，与火电和光伏等发电方式结合，还能提升多能源系统的整体韧性和抗风险能力。

张力总结说，伞梯式陆基高空风力发电为风能资源开发打开了新的空间和应用场景，未来发展值得期待。