首艘以風(fēng)箏拉動(dòng)的船于2008年1月起航，現(xiàn)在，用風(fēng)箏發(fā)電也將成為現(xiàn)實(shí)。目前，全球風(fēng)電資源5萬(wàn)兆瓦，相當(dāng)于50個(gè)大型核電站的發(fā)電能力。當(dāng)一臺(tái)直徑100米的木馬風(fēng)箏把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為5億瓦的電能，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將發(fā)生巨變。風(fēng)將化為無(wú)窮電力從天而來(lái)。

　　在西伯利亞的荒原上，一臺(tái)直徑9米的卷?yè)P(yáng)機(jī)緩緩放出直徑0.5米粗的鋼索。鋼索的另一端是50張自上而下排列成一串的風(fēng)箏，它們每張都有足球場(chǎng)那么大，像是一排飽滿(mǎn)的風(fēng)帆欲牽引著大地駛向天空。在這個(gè)俄羅斯物理學(xué)家波德哥茨所設(shè)計(jì)的風(fēng)箏發(fā)電場(chǎng)景中，這組風(fēng)箏將被放到6000米高空做垂直運(yùn)動(dòng)積累能量，好像一座巨大的通天梯，讓西伯利亞高空的狂風(fēng)化身100兆瓦的電能走下人間。

　　旋轉(zhuǎn)木馬放風(fēng)箏

　　旋轉(zhuǎn)木馬和風(fēng)箏組合而成的發(fā)電機(jī)更為輕巧。意大利巨杉公司的設(shè)計(jì)的KiteGen，把旋轉(zhuǎn)的12組風(fēng)箏放到2000米的高空收集風(fēng)力，來(lái)牽引一個(gè)直徑100米的旋轉(zhuǎn)木馬轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行發(fā)電。波德哥茨的天梯風(fēng)箏排列成一排做上下運(yùn)動(dòng)，不存在朝不同方向轉(zhuǎn)的問(wèn)題。一架風(fēng)車(chē)的全部扇葉也可以被設(shè)計(jì)成相同的偏折角度。而讓這12組風(fēng)箏向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)則是個(gè)技術(shù)難題。KiteGen的主設(shè)計(jì)師，48歲的馬西莫?伊波利托是一個(gè)極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者，經(jīng)常會(huì)在周末去都靈郊外玩懸掛式滑翔。他由懸掛式滑翔傘的手動(dòng)方向控制原理得到靈感，用一對(duì)高阻電纜傳送地面控制信號(hào)來(lái)控制風(fēng)箏的方向和角度。風(fēng)箏本身的設(shè)計(jì)借鑒了他熱衷的另一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)  沖浪。風(fēng)箏牽引沖浪所用的風(fēng)箏重量輕、升空能力高、抵抗力超強(qiáng)，與KiteGen所用風(fēng)箏的要求很相似。

　　“這個(gè)旋轉(zhuǎn)木馬還可以設(shè)計(jì)的更大一些，不必?fù)?dān)心動(dòng)力問(wèn)題。”伊波利托表示，更大尺寸的轉(zhuǎn)盤(pán)上面可以配制更多組風(fēng)箏來(lái)收集風(fēng)動(dòng)力。根據(jù)巨杉公司的估計(jì)，直徑100米的木馬風(fēng)箏發(fā)電機(jī)可以轉(zhuǎn)化5億瓦的能量，堪比一座核電站。

　　不過(guò)，這座木馬風(fēng)箏發(fā)電機(jī)目前還只是停留在繪圖板上的一個(gè)概念，專(zhuān)家在進(jìn)一步研究其可行性。要在哪里安置這臺(tái)俏皮的大型旋轉(zhuǎn)木馬也是個(gè)問(wèn)題。與游樂(lè)園的木馬不同，KiteGen必須拿到空域許可證，才可把12組風(fēng)箏放上天空。伊波利托眨眨眼說(shuō)：“把它造到特里諾維切累斯核電站去吧，那里早已是禁飛區(qū)了。”

　　伊波利托很快就可以在意大利見(jiàn)到自己設(shè)計(jì)的木馬風(fēng)箏發(fā)電機(jī)了。有意在風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)有所發(fā)展的都靈公用事業(yè)公司與巨杉簽訂了技術(shù)合作協(xié)議，并將承擔(dān)40%的樣機(jī)制造費(fèi)用。這家公司距離意大利主要進(jìn)行風(fēng)車(chē)發(fā)電的沿海地區(qū)較遠(yuǎn)，因此寄希望于高空風(fēng)能的開(kāi)發(fā)。

　　高空風(fēng)電場(chǎng)

　　世界各國(guó)都在關(guān)注高空風(fēng)能的開(kāi)發(fā)。低空的風(fēng)力并不恒定可靠，因此，一般風(fēng)力發(fā)電站通常都設(shè)在可獲得持續(xù)風(fēng)能的高地或者海邊。并且，為了提高風(fēng)輪機(jī)的發(fā)電量，風(fēng)車(chē)也越造越高，在夏威夷珍珠港北岸的世界上最大的風(fēng)輪機(jī)高達(dá)122米。

　　澳大利亞悉尼科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)教授布萊恩?羅伯茨表示：“海拔4600米到1萬(wàn)米的高空，氣流強(qiáng)勁而穩(wěn)定，是理想的空中風(fēng)電廠(chǎng)。”當(dāng)巨杉公司在意大利尋找建造木馬風(fēng)箏的合適地點(diǎn)時(shí)，在美國(guó)加利福尼亞和圣地亞哥，羅伯茨與另外三個(gè)工程師啟動(dòng)試驗(yàn)，推出了他的“高空風(fēng)車(chē)場(chǎng)”計(jì)劃。

　　在“風(fēng)車(chē)場(chǎng)”里，風(fēng)箏與風(fēng)車(chē)發(fā)電機(jī)的主要組件風(fēng)輪機(jī)被設(shè)計(jì)在一起，主要發(fā)電設(shè)備將全部被放上高空，就像一只真正的風(fēng)箏。這只風(fēng)箏有一個(gè)H型的巨大支架，支架上安裝著發(fā)電機(jī)，支架的四端分別還有四個(gè)大型風(fēng)輪機(jī)。這四個(gè)風(fēng)輪機(jī)可像直升機(jī)螺旋槳一樣旋轉(zhuǎn)，帶著發(fā)電機(jī)飛向高空。羅伯茨可以通過(guò)風(fēng)箏上的全球定位系統(tǒng)確定其方位，在理想的高度利用風(fēng)輪機(jī)的電腦輔助控制儀調(diào)整風(fēng)箏迎風(fēng)傾斜的角度。當(dāng)風(fēng)箏最終懸停在1萬(wàn)米高空時(shí)，地面電站停止供電，此時(shí)時(shí)速近320公里的強(qiáng)勁氣流會(huì)吹動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片發(fā)電。把風(fēng)箏與地面緊密維系的是特制的電纜，將轉(zhuǎn)化的電能以2萬(wàn)伏的高壓通過(guò)兩根鋁絲輸送到地面。

　　為了把這套復(fù)雜的設(shè)備送上天，羅伯茨必須盡量減輕它的體重。采用碳纖維、鋁和玻璃纖維等材料制造的風(fēng)輪機(jī)重約2噸。當(dāng)這只超過(guò)8噸的“超級(jí)風(fēng)箏”在萬(wàn)米高空遇到320公里/小時(shí)的強(qiáng)風(fēng)時(shí)，電纜核心直徑7.6厘米的超輕纖維纜繩可以保證它不被吹走。這種超輕纖維也被用來(lái)制造NASA的航天飛船的安全氣囊。

　　在1萬(wàn)米的高空，大氣環(huán)流永遠(yuǎn)不會(huì)停息。羅伯茨估計(jì)自己的風(fēng)箏發(fā)電機(jī)“比起經(jīng)常因?yàn)闊o(wú)風(fēng)而在地面上閑置的風(fēng)車(chē)，發(fā)電能力高出3倍”。而且高空可以不受地形地勢(shì)等地理環(huán)境的限制進(jìn)行電力輸送，也大大降低了成本。據(jù)估計(jì)，300個(gè)這樣的發(fā)電風(fēng)箏在200平方公里的空域組成一個(gè)“高空風(fēng)車(chē)場(chǎng)”，就足以供應(yīng)整個(gè)芝加哥市的電力需求。

　　羅伯茨表示用這臺(tái)“高空風(fēng)車(chē)”來(lái)發(fā)電，每度電的生產(chǎn)成本不到2美分。而意大利巨杉公司在計(jì)算了木馬風(fēng)箏發(fā)電機(jī)的制造成本后，也宣布他們的成本不到1歐分/度。高空的風(fēng)能在被人類(lèi)成功駕馭后，展現(xiàn)出其低廉成本和恒定產(chǎn)能效率的優(yōu)勢(shì)，伊波利托說(shuō)：“我稱(chēng)之為一場(chǎng)革命，高空風(fēng)能將會(huì)是未來(lái)新能源的一部分。風(fēng)電可能會(huì)因此成為未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)的主體。”

　　目前，風(fēng)電已經(jīng)是全球范圍內(nèi)發(fā)展速度最快的能源產(chǎn)業(yè)，10年來(lái)它以每年30%的速度增長(zhǎng)。全球現(xiàn)有風(fēng)電資源5萬(wàn)兆瓦，約等于50個(gè)大型核電站的發(fā)電能力。

　　風(fēng)電時(shí)代的來(lái)臨

　　中國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，不過(guò)最近兩年開(kāi)始高速增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度超過(guò)100%。2007年，中海油在威海建成110萬(wàn)千瓦的全球最大海上風(fēng)電站。同年，海南5座風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)工，重慶也建成1座風(fēng)電場(chǎng)并計(jì)劃發(fā)展成西部風(fēng)電城……2007年我國(guó)風(fēng)電新裝機(jī)328萬(wàn)千瓦，僅次于美國(guó)和西班牙，成為世界風(fēng)電增長(zhǎng)最快的國(guó)家之一。

　　中國(guó)的風(fēng)能總儲(chǔ)量雖然達(dá)到約43.5億千瓦，但是目前技術(shù)條件下可開(kāi)發(fā)和利用的只有7億~12億千瓦。在開(kāi)發(fā)新能源的過(guò)程中縮減耕地資源  建設(shè)大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)可能占用大量耕地，這也是中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。新疆吐魯番市的李曉冬十多年來(lái)一直想要嘗試風(fēng)箏發(fā)電：“倒沒(méi)有什么研究成果，就是覺(jué)得這會(huì)是個(gè)不錯(cuò)的點(diǎn)子，所以想和人講講。”

　　風(fēng)電時(shí)代正在全面到來(lái)，目前全世界有許多關(guān)于風(fēng)箏發(fā)電的好點(diǎn)子。荷蘭代爾夫特工業(yè)大學(xué)曾有一個(gè)“梯式電站”的研究項(xiàng)目，他們?cè)O(shè)想把一組大風(fēng)箏用纜繩串連成風(fēng)箏環(huán)放飛到幾千米的高空，由電腦控制使風(fēng)箏環(huán)一邊比另一邊獲得的風(fēng)力高出更多,而帶動(dòng)整個(gè)風(fēng)箏環(huán)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞到地上的發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)化成電能。而加拿大的飛艇工程師佛瑞德?費(fèi)格斯則把飛艇和風(fēng)車(chē)組合成“飛艇風(fēng)車(chē)”，利用飛艇把桶形風(fēng)車(chē)帶到45米~120米的空中收集風(fēng)力再由電纜輸送到地面發(fā)電。這種“飛艇風(fēng)車(chē)”被設(shè)計(jì)的很小，比較適合家庭使用。德國(guó)科學(xué)家想要設(shè)計(jì)出專(zhuān)供家庭使用的小型風(fēng)箏發(fā)電設(shè)備：把發(fā)電機(jī)安裝在房頂，然后把風(fēng)箏放飛到100米的高處收集風(fēng)能，用來(lái)供給家庭所需的不到幾千瓦的電力。

　　然而，這些好點(diǎn)子并非都能得到實(shí)現(xiàn)。“梯式電站”已經(jīng)停止研究，而“飛艇風(fēng)車(chē)”也依然停留在設(shè)計(jì)圖紙上。羅伯茨的“高空風(fēng)車(chē)實(shí)驗(yàn)機(jī)”雖然已在地面風(fēng)洞試驗(yàn)中成功，然而他至今仍無(wú)法籌集到制造和試驗(yàn)原型機(jī)的所需的400萬(wàn)美元資金，“高空風(fēng)車(chē)場(chǎng)”計(jì)劃遭到投資者的冷遇。羅伯茨自嘲道：“他們可能更愿把錢(qián)花在有保險(xiǎn)收益的能源大工程上。”

　　伊波利托則樂(lè)觀得多，他認(rèn)為風(fēng)箏發(fā)電設(shè)備覆蓋區(qū)域小，卻可產(chǎn)生巨大能量，優(yōu)于諸如滑翔機(jī)發(fā)電機(jī)和風(fēng)車(chē)等類(lèi)似項(xiàng)目，在未來(lái)必將成為首選的風(fēng)電設(shè)備：“即使設(shè)計(jì)無(wú)法立刻化為產(chǎn)品，我們?nèi)匀粦?yīng)該相信自己的想象力。只要找到恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)規(guī)范，它會(huì)立即變成強(qiáng)大的生產(chǎn)動(dòng)力。”