Airloom – 比爾蓋茲支持研發的新能源設備利用風能成本僅為原來的1/3
懷俄明州的Airloom Energy 公司新執行長剛從Google離職,他獲得了由比爾-蓋茲的突破能源創投基金領投的400 萬美元種子基金,並採用了一種完全不同的技術方法,該公司稱,這種方法從根本上顛覆了風力發電場的財務等式。
它看起來與典型的”棍子上的風扇” – 風力渦輪機毫無二致,但這種帶有均勻分佈的翼片的橢圓形軌道可能會對可再生能源組合產生巨大的破壞性影響,因為它能將風力發電的成本降至前所未有的低點。
風力渦輪機的體積越來越大,一些新設計的風力渦輪機比艾菲爾鐵塔還要高,是史上最大的移動機器。風力渦輪機還會繼續變大,因為風力渦輪機越大,就越有動力把葉片做得更長。
但是,巨大的體積會增加每一個環節的成本;在處理長葉片、高塔架結構以及必須在塔頂支撐葉片的大型發電機時,材料、製造、運輸、物流、施工和維護預算都會受到嚴重影響。
Airloom 的方法讓一切變得更小、更貼近地面。一個2.5 兆瓦的Airloom 裝置將使用一些25 公尺(82 英尺)長的電線桿來懸掛一個橢圓形軌道,軌道上安裝一系列10 公尺(33 英尺)長的翼形葉片,葉片之間用電纜連接。
就像帆船一樣,這些翼片可以從除正前方或正後方以外的任何方向的風中獲取運動能量,它們在繞軌道飛行時獲取風能,軌道的方向是這樣的:軌道的長邊成一定角度,以獲取最大的風能,軌道的短端是翼片可以改變方向的空間,其餘的翼片可以牽引翼片旋轉。
動力輸出裝置從纜繩中取得線性運動來驅動發電機。普通風力渦輪機的葉片頂端能獲得最大扭矩,而最靠近輪轂的葉片只能獲得很小的扭矩,而Airloom 系統的每個葉片的整個長度都能為牽引整個環路做出貢獻,當葉片在末端轉動時,每轉一圈實際上會有兩個短暫的間歇。
這樣,2.5 兆瓦的Airloom 軌道就可以裝在一輛卡車上,不需要巨大的渦輪機塔式起重機(或開始出現的非凡的爬坡起重機),部件可以在相對較小的工廠用非專業材料製造,安裝和維護的每個環節都變得更容易、更便宜、更安全。
與普通風機相比,例如通用電氣公司的這台額定功率為2.5 兆瓦的設備(一台直徑為100 公尺的風扇,由高85 公尺的管狀鋼塔上的輪轂支撐),Airloom 公司表示,葉片軌道的成本不到其成本的10%,大約在22.5 萬美元以下。再加上土地要求等因素,一個完整的風力發電廠的設置成本預計不到資本成本的25%,一個20 兆瓦的風力發電廠的成本不到600 萬美元。
在細節方面,Airloom 聲稱其設計將使風能的平準化能源成本(LCoE)降低到目前每千瓦時成本的三分之一,約為每千瓦時1.3 美分,從而使最廉價的可再生能源之一變得更加便宜。
一個早期的小規模原型已經在運行圖/Airloom
與高大的風力渦輪機塔相比,Airloom 在視覺上的干擾也要小得多,這可能使它適用於更廣泛的場所,並減少”NIMBY”的反對意見。它可以水平擴展,軌道可以延伸數英里,系統的高度也可以改變,以最大限度地利用特定場地。
突破能源創投公司的卡邁克爾-羅伯茨(Carmichael Roberts)在一份新聞稿中說:”幾十年來,風能產業透過不斷擴大渦輪機的規模來降低能源生產成本。雖然這種方法在降低總體成本方面非常成功,但目前在選址和材料成本方面都面臨著挑戰。Airloom 的獨特方法可以解決這兩個問題,為風能開闢新的市場機遇,從而進一步降低成本。我們期待著(新任首席執行官) Neal Rickner的領導,將這項革命性技術推向市場。”
Airloom 的小規模原型已經開始運行,它將利用種子基金,透過一個50 千瓦的測試設備來驗證這項技術,並將在此基礎上實現商業化和規模化。Airloom 也表示,這個想法也適用於近海,因為那裡有大部分最好的風力資源。這很有趣;據推測,這只需要更長的電線桿,固定在海底即可。
不過,能源主要是一種成本遊戲,如果這台機器能以高塔三分之一的價格產生能源,那麼容量因子就不重要了,陸地資源也將變得可用。我們很想知道這個想法的進展情況,儘管我們預期進展會非常緩慢。雖然這不是一個光彩奪目的消息來源範例,Airloom 的第一個原型機一直存在”許多問題”,而這個原型機他們已經研究了七年。