来源：葡萄牙CNN
风能正在再次蓬勃发展。这一次，是名副其实的空中发展。
在中国，一个由多家机构联合开展的研发项目已经研制出一系列大型漂浮式风力涡轮机原型。这些充气气球通过系泊缆绳与地面连接，缆绳用于传输电力，它们可以漂浮在数千英尺的高空，被认为是一种便携式、低影响的传统风力涡轮机替代方案。
技术突破与测试进展
该项目由北京清华大学牵头，并与初创公司北京SAWES能源科技有限公司合作开展。该项目名为"平流层空中风能系统"（SAWES），首个原型机于2024年10月发布。此后，该系列原型机的尺寸和飞行高度不断提升。据SAWES公司称，最新型号SAWES S2000是首个兆瓦级空中风力发电系统。
今年1月，S2000在四川宜宾完成了测试，该装置漂浮在2000米的高空，并成功并网发电，这在SAWES公司尚属首次。测试期间，该涡轮机发电385千瓦时，足以满足美国普通家庭约13天的用电需求。
据SAWES公司介绍，S2000长60米，高40米，宽40米，由12台涡轮机组成，总装机容量为3兆瓦。相比之下，据报道，目前世界上功率最大的风力涡轮机由中国东方电气集团制造，高度为340米，装机容量为26兆瓦。
环境效益与应用场景
参与该项目的北京大学大数据研究副教授王建晓表示，与传统涡轮机相比，SAWES具有多项环境优势。
"我们使用的材料比传统风力涡轮机少90%，不需要巨大的混凝土基础或钢塔，也不会破坏土壤生态系统，"他说道。
"它对视觉和噪音的影响都非常小……在地面上，它几乎是静音的，而且在地平线上造成的视觉遮挡也小得多。"
王教授还指出，与传统风力发电场相比，鸟类更容易避开架空式涡轮机。研究估计，风力涡轮机每年在美国造成14万至67.9万只鸟类死亡——这是一个相当大的数字，尽管远低于被电线杀死的数千万只鸟类，也远低于被猫杀死的鸟类数量，根据一项数据审查，猫杀死的鸟类数量可能高达40亿只。
他补充说，目前正在开发的一个应用案例位于中国南方广东省的一个岛屿上，那里土地资源有限且受到环境保护，因此安装传统的风力涡轮机是不可行的。
据该公司称，截至2025年底，已提交51项专利申请。
技术优化与未来规划
王磊表示，工程团队在材料科学和电气工程领域取得了进展，利用先进的复合织物减轻飞艇重量，同时最大限度地减少氦气泄漏。SAWES利用大气建模和人工智能技术，能够自动升降以寻找理想的风速。研究表明，与固定高度的能量采集相比，这种方法可以显著提高能源产量。
SAWES公司发言人王磊表示，短期来看，SAWES适用于偏远地区的供电，例如离网供电和应急供电，包括灾区供电，并强调该系统在放气后便于运输。
展望未来，他认为该系统在工业和基础设施供电方面也有应用前景，并补充说，公司的最终目标是向电网输送清洁能源，以替代能源结构中部分化石燃料发电。
根据国际能源署（IEA）的数据，到2030年，全球风能装机容量必须增长四倍以上才能实现净零排放能源目标。目前，全球风能装机容量预计将在2030年翻一番，达到2000吉瓦。中国一直是该领域的全球领导者，2023年新增风能装机容量占全球新增装机容量的三分之二。
风能资源丰富，但其在全球分布极不均衡。平均风速各不相同，而用于衡量能源潜力的平均风功率密度差异更大。影响这些数值的因素包括地理位置、时间以及地理环境。
王教授认为，由于SAWES系统安装在高海拔地区，风速更强更稳定，因此与安装在地面的传统风力涡轮机相比，该系统能够在更多陆地地区发电。
技术验证与行业背景
丹麦技术大学风能系统系副教授马克·凯利表示，很难评估这一说法。
他在一封电子邮件中指出，同行评审的研究表明，"各种空中风能系统（AWE）能够捕获比传统风力涡轮机更频繁出现在高空的强风。"但他同时指出，100米以上的风力变化并不简单。
凯利补充说，他没有看到关于SAWES原型机的同行评审出版物，也没有看到任何关于SAWES在1000米以上高度的电力输出的独立验证数据。此外，他还表示有兴趣了解SAWES系绳技术的原理和验证方法，因为缆绳长度已被证明是现有AWE系统的一个限制因素。
21世纪以来，人们已经测试了悬挂在风筝上的涡轮机和横向飞行风筝发电系统，在这些系统中，缆绳的运动与地面发电机相连。基于系留气球的风力涡轮机也已研制出原型。加州公司 Airbine Renewable Energy Systems 十多年来一直致力于研发管状涡轮阵列概念。Altaeros Energies 的 BAT（浮式空中涡轮机）系统于 2014 年进行了测试，可升至约305 米的高度。但这些系统通常规模较小，输出功率也低于 SAWES 项目。
在美国，飞艇（包括系留气球）与民用飞机一样，受到诸多相同规则的约束，包括空域限制。例如，飞行高度超过约152 米需要特殊许可，在机场附近以及地面能见度低于约4.8 公里的区域飞行也受到限制。
多功能拓展与研发进展
SAWES 项目致力于为未来的飞艇添加更多通信和监控设备，打造其所谓的 AeroMatrix 系统。
王教授表示："我们可以将发电功能扩展到多功能飞艇，包括无线通信、为无人机或其他电动飞行器充电。它甚至可以作为GPU计算的外围站，连接空间卫星、飞行器和地面网络。"
SAWES公司、北京大学、清华大学和中国科学院航天信息研究所共同参与了SAWES项目，该项目是国家重点研发计划的一部分。项目团队表示，他们未被授权透露该项目的资金和细节。
该公司表示，该项目已在为下一代原型机的研发做准备，这些原型机将于今年晚些时候在高海拔地区进行更长时间的测试，以确保稳定的能源输出。