來源：環球零碳
撰文 | 小博
編輯 | 小棠
→這是《環球零碳》的第852篇原創
爲了降低成本，現在的風力渦輪機越做越大。一個葉片的長度可以超過一個足球場，一些海上渦輪機的高度甚至超過50層樓高，制作一個標准渦輪機的底座需要40輛卡車的混凝土。
大型渦輪機能更穩定地收集更多能量，降低度電成本。然而，這些渦輪機的巨大規模也會同時大大增加每個環節的成本。從材料到制造、運輸、物流、施工和維護，處理長長的葉片、高高的塔架結構，都會嚴重影響預算。
現在，有一家位於美國懷俄明州、名爲Airloom 的初創公司，設計了一種全新的風力渦輪機，不是擴大規模，而是縮小風力發電的尺寸和成本，從而徹底改變風力發電的現狀。
Airloom 的方法與衆不同，它使一切都變得更小，更貼近地面。它採用了與傳統水平軸風力渦輪機（HAWT）相同的物理原理，但布局卻截然不同。據該公司稱，這種新穎的方法造就了一種獨特的電網級風力發電設備，其發電量與水平軸風力渦輪機相同，而質量和成本都大大降低，最終的度電成本只有其他風力發電成本的三分之一。
最近，微軟創始人比爾-蓋茨領導的突破能源風險投資公司（Breakthrough Energy Ventures）提供了 400 萬美元的種子資金，用於擴大這項創新技術的規模。
來源：Airloom Energy
01
安裝簡單，成本更低
傳統的風力渦輪機將巨大的葉片安裝在巨大的塔架上，標准的風力渦輪機高度可達500英尺，180英尺的葉片在300英尺的塔架上旋轉。
而 Airloom 的2.5兆瓦設備則不同，它只需使用一些25米（82 英尺）高的電线杆來懸掛一個輕質的橢圓形軌道，在軌道上垂直安裝10米（33英尺）長的葉片。風吹來時，葉片繞着軌道飛行並發電，有點像旋轉木馬。
尼爾-裏克納（Neal Rickner）該公司的首席執行官，他說：“葉片不是繞圈飛行，而是貼着軌道，產生機械力，就像風力渦輪機的葉片轉動中心的齒輪箱一樣。”
他說，一般的風力渦輪機都非常巨大，因爲擁有巨大的葉片意味着這些葉片的尖端可以飛得更快，產生更多的能量。但新設計可以用更少的部件達到同樣的效果。裏克納說：“我們有一個相對簡單的結構來支撐風力渦輪機的葉片尖端。”
使用更少的材料意味着更低的資本成本——設計成本不到傳統渦輪機的十分之一，而且安裝成本也更低，一個完整的風力發電場的安裝成本預計不到傳統風力發電項目的25%。
來源：Airloom Energy
02
使用場景更廣闊
將傳統的風力渦輪機安裝到位可能需要一個巨大的起重機，僅向風電場運送一個大型起重機就需要5萬美元。而Airloom的新系統的部件可以更方便地運送和交付，一輛標准的拖拉機拖車就可以運輸整個2.5兆瓦的 Airloom，這使得在偏遠或艱苦的地方安裝風力發電站成爲可能。
其高度和長度可根據地形和用途定制，調試時無需大型混凝土基礎。整體重量和材料的減少也大大減少了使用壽命結束後的垃圾填埋量。
Airloom 的設備還可以安裝在農田裏，下面種植莊稼。它還可以安裝在靠近電线的道路旁邊，這樣就不需要太多的電线就能連接到電網。
在同等面積的土地上，它應該能比標准風力發電場產生更多的能量，因爲傳統的風力渦輪機需要間隔更遠。最終的平准化能源成本 (LCoE)可能只有其他傳統風力發電成本的三分之一。
圖說：Airloom小型風機工作原理示意圖。
來源：Airloom Energy
與其他風力渦輪機相比，這種布局可能對鳥類和蝙蝠更安全，但公司尚未完成環境影響研究。較低的外形也使其不那么顯眼。
目前，項目仍處於早期階段，小規模原型機已經投入運行，該設備的設計發電量爲50千瓦（kW）。但該公司計劃在2025年之前建立一個試點項目，到2026年或2027年，它計劃建設一個與電網相連的商業示範項目。未來的系統預計將達到兆瓦級，並在電網規模的風力發電場中一次部署數百兆瓦。
突破能源風險投資公司的卡邁克爾-羅伯茨在一份新聞稿中說：“幾十年來，風能行業通過不斷擴大渦輪機的規模來降低能源生產成本。雖然這在降低總成本方面非常成功，但這種方法現在面臨着選址和材料成本方面的挑战。Airloom 的獨特方法可以解決這兩個問題，爲風能开闢新的市場機遇，從而進一步降低成本。我們期待將這一革命性技術推向市場。”
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參考資料：
[1]https://airloomenergy.com/
[2]https://www.inceptivemind.com/airlooms-device-promises-utility-scale-wind-energy-extremely-low-cost/35355/
[3]https://www.goodnewsnetwork.org/bill-gates-backs-airloom-energy-carousel-style-wind-turbines/
[4]https://www.fastcompany.com/90977098/this-wind-turbine-looks-like-nothing-youve-ever-seen-before
首圖來源：Airloom Energy
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標題：風電產業面臨顛覆，度電成本可降三分之一
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