8字循環,無限動力:Windlift 無人機利用風能實現離網能源
北卡羅來納州是一家透過環形脫纜地面系翼無人機發電的公司。 畢竟,北卡羅來納州是人類飛行的發源地。 2023 年,風力發電量約佔全球發電總量的7.8%。 有幾個國家的風力發電量名列前茅: 丹麥風力發電量佔總發電量的58%。 烏拉圭為43%。 愛爾蘭為35%。平準化能源成本(LCoE)是比較不同方法發電成本的主要指標,包括煤炭、風能、太陽能、核能、氫能等。

Windlift 的無人機將自動進行無止盡的”八”字形飛行,可產生30 千瓦時的電能
雖然隨著時間的推移,風能的LCoE 一直在下降——主要是由於效率、建築成本、建築材料和更大的發電機,但它仍然相對昂貴。 Lazard 的2023 LCoE 報告顯示,無補貼的陸上風能發電成本在每兆瓦時24 美元至75 美元之間,而離岸風能發電成本更高,為每兆瓦時72 美元至140 美元。

Windlift 的無人發電機小巧便攜
風力發電機體積龐大。 如果你曾在遠處看過它們,你就會知道它們有多大。 如果你曾經站在鑽井平台的正下方,你就會知道抬頭仰望是多麼令人頭暈目眩。 海上鑽井平台甚至更大。 我們談論的是1115英尺高(340公尺)的龐然大物,可輸出26兆瓦電力,在某些情況下能夠抵禦颶風,足以為超過8500戶美國家庭供電。
Windlift 是一家自2006 年成立的能源公司,但才剛開始”起步”。 它的發電方式很有趣。 該公司開發的風箏實質上是一個12 英尺(3.7 公尺)長的風箏,風箏的機翼上安裝有發電機,風箏的繫繩似乎長約200 英尺(60 公尺),繫繩上的電力電纜一直延伸到地面。
它像直升機一樣垂直起飛,拉出繫繩上的所有鬆弛部分,然後在保持繫繩緊繃的情況下橫向俯衝,然後再俯衝起來,繞到另一個方向重複這個過程。 永遠保持自主的”8″字形。 在工程和航空術語中,這被稱為橫風飛行。 當試圖透過垂直於風向飛行來最大限度地提高升力或推力時,通常會使用這種方法。
但就Windlift 而言,它是用來發電的。每一次俯衝都能通過25-30 磅(11.3-13.6 公斤)的小型碳纖維機身上旋轉的轉子,在推力和阻力之間交替產生兩、三甚至五個G 的發電風力。 然後,這些電能(全部30 千瓦時)被直接輸送到地面站,地面站可以連接到電池、家庭、市政電網或任何你想要的地方。 30 千瓦時的電量大約相當於美國一般家庭的日常用電量。

Windlift 示範如何將其係留無人機連接到偏遠的住宅、農場或設施,為其供電–看到它無休止地做八字形飛行……一天左右的時間,也許會很酷吧
為什麼選擇這種空中發電方式而不是傳統的陸上/近海風力發電方式?
因為它的成本大大降低。 比傳統的風力渦輪機便宜約80%。 據報道,使用Windlift 的技術還能將建造風力渦輪機所需的材料減少約90-95%。 該技術還具有高度的便攜性,只需極少的設定就能在最偏遠的地方提供電力。
五角大廈對Windlift 的發電能力非常有信心,因此授予該公司3,000 萬美元的研發基金。 作為交換,美國國防部(DoD)希望為前線作戰陣地提供攜帶式離網發電。

Windlift 稱其技術可在陸地或水上部署
Windlift 目前正在設計一個75 千瓦時的系統,翼展為40 英尺(12.2 公尺),用於商業應用。 不過,40 英尺是Windlift 將設計的最大翼展,因為Windlift 稱,平方-立方法則物理定律使得任何大於40 英尺的東西效率都會降低,更不用說隨著翼展的增大,所需的便攜性功能也會變得更加困難。 一個40 英尺的機身可以裝進一個40 英尺的貨櫃。
Windlift 並不是第一家在空中發電的公司。

馬卡尼電力公司的Wing 7 機載風力渦輪機(AWT)原型現在將受益於Google X 的支持
2016 年,Google X 實驗室Moonshot 支援的專案Makani成為世界上第一個以與Windlift 相同的方式發電的專案。 Makani 更專注於公用事業規模的飛行器,能夠產生高達600 千瓦時的電力。 在2013 年以未公開的價格收購Makani 之前,Google向該專案投資了1,500 萬美元。 到2020 年,Google認為該專案風險太大,因此將其徹底關閉。
也許,透過專注於便攜性和較小的規模,Windlift 可能會填補一個捕捉空氣的利基市場。
來源:Windlift