Energialeikit: ilmassa kulkeva tuuli

Kun katsot nykyaikaista tuuliturbiinia, suurin osa siitä mitä näet ei ole se osa joka tuottaa voimaa. Torni, perusta ja siipien sisäpuoli ovat olemassa pitämään nopeasti liikkuvat siipien kärjet ylhäällä tuulessa. Kärjen kärjet pyyhkäisevät roottorin ulkoosaa nopeudella, joka on noin 80 metriä sekunnissa, ja juuri siellä suurin osa energiasta jää kiinni. Ilmasta saatava tuulienergia asettaa yksinkertaisen kysymyksen: mitä jos säilyttäisimme vain nopeasti liikkuvan osan, lentäisimme sen köydellä ja antaisimme sen kiivetä sinne, missä tuuli on voimakkaampi?

Yllä oleva kuva on valossa piirretty vastaus. Kitepower-leijan jäljityslamppu tallensi yhden täyden kierroksen yöllä: tiukkoja kahdeksankulmaisia silmukoita, jotka vetävät kiinnityksen irti rumpusta ja kääntävät generaattoria, sitten pitkän, rauhallisen paluun, kun leijaa vinkataan takaisin. Tällä sivulla kerrotaan, miten se toimii, mitä sillä on saavutettu ja miksi kaksikymmentä vuotta kestäneiden vakavien ponnistelujen jälkeen yksikään ilmasta käsin ohjattava tuulivoimala ei ole vielä myynyt sähköä suuressa mittakaavassa. **Lyhyesti sanottuna: fysiikka on järkevää ja materiaalien säästö todellista. Mutta lentävän koneen pitäminen turvassa ja toiminnassa kahdenkymmenen vuoden ajan ilman valvontaa kaikissa sääolosuhteissa on ratkaisematon ongelma. Kukaan ei ole julkaissut riippumattomasti mitattua vuotuista tuotantoa kaupallisesta yksiköstä. **

Mitä se on

Ilmakäyttöisessä tuulivoimajärjestelmässä on kolme osaa: siipi, joka lentää, köysi, joka pitää sen kiinni ja maa-asema. On olemassa kaksi pääperhettä.

• Maassa lentävä, “pumping” tai “yo-yo” leija. Leija lentää nopeita sivutuulisilmukoita, jotka vetävät tiukasti kiinni tetheristä. Tether irtoaa maassa olevasta rumpusta, ja rumpu käyttää generaattoria. Kun kiinnityssiteet ovat tarpeeksi pitkiä, leijaa ohjataan asentoon, jossa se vetää hyvin vähän ja vinssitään takaisin sisään, mikä maksaa pienen osan tehdystä energiasta. SkySails Power, Kitepower ja Kitemill käyttävät kaikki tätä periaatetta pehmeillä kangasleijoilla tai jäykillä liito-ohjaimilla.
• Sisäisen tuotannon, “lentävän turbiinin”. Jäykkä siipi kantaa pieniä roottoreita. Sivutuulilennolla roottorit toimivat turbiineina, ja sähköä virtaa alaspäin johtoa pitkin. Lähtöä ja laskeutumista varten samat roottorit toimivat potkureina ja siipi leijuu kuin drone. Tämä oli Makanin suunnitelma.

Molemmissa tapauksissa siipi toimii kuin turbiinin siiven kärki: se liikkuu tuulen poikki paljon nopeammin kuin tuuli itse, ja juuri siitä voimasta moottori saa tehonsa.

Näin se toimii

Voimaa tuulessa. Tuuli kuljettaa voimaa jokaisen sen edessä olevan neliömetrin läpi yhtä paljon kuin ½ ρ v³, jossa ρ on ilman tiheys (noin 1,2 kg kuutiometriä kohden lähellä maata) ja v Tuulen nopeus. Kuutiolla on merkitystä: kaksinkertaista tuulen nopeus ja teho kasvaa kahdeksan kertaa. 7 m/s:n nopeudella neliömetri kantaa noin 210 W, 10 m/s:n nopeudella noin 610 W.

Miksi korkeus auttaa. Lähellä maata kitka maahan, puihin ja rakennuksiin hidastaa tuulta. Yleinen tekninen sääntö sanoo, että nopeus kasvaa korkeuden kanssa v = v_ref × (h / h_ref)^α, jossa eksponentti α on noin 0,10 avomerellä, 0,14 avoimella viljelysmaalla ja 0,25 tai enemmän metsässä ja kaupungeissa. Ota 7 m/s 100 m:n navalla. 400 metrin korkeudella säännön mukaan merialueella nopeus on 8,0 m/s, viljelysmaalla 8,5 ja epätasaisella maalla 9,9, joten teho neliömetriä kohti on 1,5, 1,8 ja 2,8 kertaa suurempi. Sääntö on karkea: muutaman sadan metrin korkeudessa tuuli käyttäytyy usein eri tavalla, matalalla suihkut yöllä ja rauhallisemmat kerrokset päivällä. Silti suunta on selvä, ja vakaampien tuulten korkeudessa pitäisi myös tarkoittaa vähemmän tunteja ilman mitään sadonkorjuuta.

Miksi leija voi saada niin paljon kiinni. Vuonna 1980 insinööri Miles Loyd selvitti, kuinka paljon tehoa tuulen suuntaan lentävä siipi pystyy ottamaan (Loyd, 1980). Selkeästi sanottuna: sivutuulessa lentävä siipi saavuttaa nopeuden, joka on noin kaksi kolmasosaa tuulen nopeudesta kertaa sen nostovastussuhde. Kitepowerin mukaan leijan keskinopeus on 110 km/h, kun taas 5:n nosto-vastussuhteen omaava leija lentää 10 m/s tuulessa noin 33 m/s eli 120 km/h.Leijavoima). Koska aerodynaaminen voima kasvaa nopeuden neliöllä, siipi voi vetää paljon kovemmin kuin sen koko antaa ymmärtää. Loydin maksimi on

P = (4/27) × ½ ρ v³ × A × C_L × (C_L / C_D)²

jossa A on siiven pinta-ala, C_L sen nostokerroin ja C_L / C_D sen nosto-vastussuhde. Tuulivoiman jälkeen oleva kerroin (4/27) × C_L × (C_L/C_D)² kertoo, kuinka monta neliömetriä tuulta siipi tehokkaasti pyyhkäisee jokaista omaa pinta-alaa kohti. Pehmeällä leijalla, jonka nostokerroin on 1 ja nostovastussuhde 5, se on noin 3.7. For a rigid wing with a system lift-to-drag ratio near 9, including the tether’s drag, it could be 10 to 17. Maassa toimiva generaattori saavuttaa tämän optimin, kun kiinnitysköysi kelautuu ulos kolmanneksella tuulen nopeudesta.

Loydin jättävät pois. Oikeat leikit eivät lennä suoraan maanpinnan alapuolella, vaan ne lentävät korkeuskulmassa, tyypillisesti 25-35°. Vain se osa tuulesta, joka kulkee kiinnitysköyden poikki, vetää sitä ja teho laskee tämän kulman kosinuksen kuutiolla: 30°:ssa vain 65% jää jäljelle. Tether lisää vastusta, joka kasvaa sen pituuden myötä. Pumppaava leija käyttää osan jokaisesta syklistä vinssiin; Kitepowerin järjestelmä käyttää noin 80% 100 sekunnin syklistä tuottamalla jopa 130 kW ja 20% vetäen noin 20 kW leijaa takaisin (Kitepower). Sitten tulee tavanomaiset generaattorin, vaihteiston ja muuntajan häviöt sekä teho, joka kuluu siipiä lentäessä kevyessä tuulessa.

Miksi köysi on koko tarina. Turbiinin tornin on kestettävä roottorin täysi työntövoima taivutusmomenttina sen pohjassa, minkä vuoksi tornit ja perustukset ovat massiivisia. Tether vain kantaa jännitystä, ja kuidut kuten erittäin korkean molekyylipainon polyeteeni ovat poikkeuksellisen vahvoja painoonsa nähden. Tämä on useiden yritysten toistaman väitteen alkuperä, jonka mukaan ilma-alusten järjestelmät käyttävät jopa 90 prosenttia vähemmän materiaalia kuin samalla luokituksella oleva turbiini. Se on uskottava itse koneelle, mutta sitä ei ole vielä osoitettu koko voimalaitoksen osalta, mukaan lukien välit, maa-aseman perustukset ja verkkoliitäntä.

Rajat: teoreettinen ja käytännöllinen

Teoreettinen. Loydin kaava on katto yhdelle ihanteelliselle siivelle. Leija hidastaa tuulta, jota se kerää, kuten turbiinikin, ja lähekkäin lentävät leijat ottavat energiaa toisistaan, joten maatila tarvitsee tilaa. On olemassa myös planeettakohtainen raja. Suihkuvaiheet lähellä 10 km korkeutta näyttävät valtavalta resurssilta, jos niitä sovelletaan ½ ρ v³ Ilmakehä ei kuitenkaan palauta liikettä hitaasti: Maan systeemi-analyysi asettaa maksimaalisen kestävän energianoton suihkuvirroista noin 7.5 TW:ksi, noin 200 kertaa vähemmän kuin aikaisemmat arviot, jolloin ilmastolle aiheutuisi suuria sivuvaikutuksia, jos sitä koskaan lähestytään (Miller, Gans ja Kleidon, 2011). Nobody is proposing to fly at 10 km today; practical systems target 200 to 700 m. Maailmanlaajuinen korkealla sijaitseva resurssi 500-12,000 metrin korkeudessa kartoitettiin 28 vuoden säätietojen perusteella Archer ja Caldeira (2009).

Käytännönläheistä. Projekteja pysäyttäneet rajat eivät ole kaavan mukaisia:

• Lähtö ja lasku. Turbiini ei koskaan nouse ilmaan. Leijan täytyy lähteä liikkeelle kevyessä tuulessa, laskeutua puuskassa ja tehdä molemmat tuhansia kertoja vuodessa vahingoittumatta. Makani menetti neljä lentokonetta lennossa, joista kolme leijuessaan, ei generaattorin ollessa käynnissä (Makani, 2020).
• Hallinta kaikissa sääolosuhteissa. Ryöppy, turbulenssi, jäätyminen, salama ja äkillinen tyyneys vaativat kaikki autonomista reagointia. Tether break ei saa koskaan asettaa leijaa tai raskasta siimaa vaarallisen lähelle.
• Ilmatilan ja maan. Leija 400 m: n korkeudella 800 m: n köydellä pyyhkäisee suuren tilavuuden. Ilmailuviranomaisten on hyväksyttävä se, ja lentokentän alapuolella oleva maa-alue on pidettävä vapaana ihmisistä ja teistä.
• Käytä. Kangasleijat hajoavat auringonvalossa, rummuissa ja hihnapyörissä olevat kiinnikkeet kuluvat, ja järjestelmän on kestettävä kaksikymmentä vuotta kilpaillakseen kahdenkymmenenviiden tai kolmenkymmenen vuoden käyttöikään suunniteltujen turbiinien kanssa.
• Koko. Loydin teho kasvaa siiven pinta-alan mukaan, ja iso siipi on vaikea laukaista ja laskeutua. Makanin M600:lla oli 26 metrin siipi (X); SkySailsin suurin ilmoitettu leija on 450 m² ja sen teho on 450 kW. Ilmasta käsin toimiva 5 MW:n järjestelmä, joka on nykyaikaisen maalla sijaitsevan turbiinin kokoinen, on vielä piirustusvaiheessa.

Todelliset projektit, mitattu

Kenttä on ollut antelias tulosten suhteen ja säästeliäs pitkän aikavälin datan suhteen. Tässä on mitä voidaan tarkistaa.

Hanke	Suunnittelu	Mitä se saavutti	Mitä tapahtui?
Makani M600 (Yhdysvallat, Google X, 2006–2020)	600 kW jäykkä siipi, 8 roottoria, 440 m johtolanka	28,9 h autonominen lento, 22,7 h sivutuuli; paras silmukka 290 kW, paras kymmenen minuutin keskiarvo 196 kW tuulessa 10-13 m/s; ensimmäinen offshore-lento kelluvalta alustalta Norjassa, elokuu 2019	Closed February 2020: “the road to commercialization is longer and riskier than hoped”. The team’s own verdict: the M600 airframe “is fundamentally unable to generate 600 kW at 11 m/s”. Reports, code and flight logs released in September 2020
SkySails Power (Saksa)	Pehmeät leijat 180 m²:iin asti maavinssillä; jopa 200 kW sykliteho (PN-14, nykyään myydään Venyo-nimellä)	Prototyyppi Klixbüllissä toiminnassa vuodesta 2019 lähtien jopa 120 m²:n leijoilla, mikä on pisin ennätys missään ilmakäyttöisessä järjestelmässä; 120 m²:n leija lentää 200-400 m korkeuteen 800 m:n enimmäisköydellä Mauritiuksella tammikuusta 2023 lähtien; ensimmäinen lento Taiwanissa 1. heinäkuuta 2025	Yksikköjen myynti; yhtiö ilmoittaa jopa 760 MWh vuodessa yksikköä kohden hyvillä paikoilla, valmistajan luku, ei riippumaton mittaus.450 kW malli (KYO) on ilmoitettu ja ensimmäiset toimitukset odotetaan vuoden 2028 toisella puoliskolla
Kitepower (Alankomaat, Delftin teknillinen yliopisto)	100 m² pehmeä leija, 350 m köysi, maageneraattori 6 m kontissa	Jopa 130 kW kelausvaiheessa, noin 100 s per jakso; pilotteja rakennustyömaalla Alankomaissa, Bellacorickissa Irlannissa RWE:n kanssa ja Aruballa	Markkinoidaan siirrettävänä, väliaikaisena päästötöntä sähköä tuottavana laitteistona, joka korvaa esimerkiksi dieselgeneraattorit
Kitemill (Norja)	Jäykät liitoleijat maavinssillä	Testipaikka Vanse, Lista, yli 350 m lentäminen	Kehitys jatkuu; julkisia pitkän aikavälin tuotostiedostoja ei ole
Ampyx Power (Alankomaat, 2008 - 2022)	Jäykkä itsenäinen liito-orava maavinssillä; ensimmäinen täysin itsenäinen voimantuotanto vuonna 2012	Kehitetty prototyyppejä aina AP-3:een asti	Suspension of payments 19 April 2022, declared bankrupt 4 May 2022 after a planned funding round did not happen

Lähteet: Makani, The Energy Kite, 2020; X, Makani; SkySails Power; Kitepower; Kitemill; Ampyx Power.

Kaksi taulukossa olevaa seikkaa ansaitsevat huomiota. Ensinnäkin Makanin paras kymmenen minuutin keskiarvo oli kolmannes sen nimellisvoimasta, ja vain noin yksi silmukka viidestä tuotti nettoenergiaa, suurin osa muista olivat testiliikkeitä, kevyitä tuulia ja leijumista. Toiseksi, nykyään kehittyneimmät järjestelmät ovat maalla tuotettuja pehmeitä leijoja, joiden teho on 100-200 kW. Ne ovat yli kymmenen kertaa pienempiä kuin tyypillinen maatuulivoimala, ja niitä myydään paikkoihin, joissa turbiinia on vaikea rakentaa: saarille, syrjäisiin kohteisiin, tilapäiseen sähköntuotantoon. Kahden vuosikymmenen lentokokeiden tarkastelu saavuttaa saman tasapainoisen näkemyksen: ohjaus on edistynyt huomattavasti, ja pitkäaikainen, täysin autonominen toiminta on edelleen raja (Vermillion et ai., 2021).

Mitä se maksaa

Ilmassa kulkevalle tuulisähkölle ei ole vielä markkinahintaa, vain ennusteita, joten jokaisen luvun kanssa on oltava varovainen.

Vaihtoehto	Kustannukset per kWh	Numeron tila
Uusi maatuulivoimapuisto, ei tuettu	$0.027 to $0.073	Markkinatiedot, Lazard LCOE+ 2024
Uusi merituulipuisto	$0.074 to $0.139	Markkinatiedot, Lazard 2024
Kaasun huippulaitos	$0.110 to $0.228	Markkinatiedot, Lazard 2024
Aurinkoenergia rakennuksen katolla, vertailuarvomme	$0.19 Keski-Eurooppa	Meidän Fan Wall malli; kaupallinen katto $0.09 to $0.20 in Lazard, 2026
SkySails KYO 450 kW, tavoite	alle 10 senttiä	Valmistajan tavoite, ei vielä toimitettu
Makani M600	Ei julkaistu	Tutkimusryhmä kirjoitti, että on “epäselvää”, voiko tällainen järjestelmä saavuttaa perinteisten turbiinien kanssa kilpailevan LCOE:n.

Makanin raportti tekee selväksi, että jokaisen ilmalla lentävän tuulenpidon pitäisi vastata. Maalla sijaitsevan tuulipuiston osalta turbiini itsessään muodostaa alle puolet energiakustannuksista; loput muodostavat tiet, perustukset, kaapelit, verkkoliitäntä, asennus, käyttö ja rahoitus. Offshore-alueilla nämä “järjestelmän tasapainon” kustannukset ovat noin 52% kokonaiskustannuksista (Makani, 2020). Säästämällä 90 % tornin teräksestä ei siis laske sähkön hintaa 90 %. Voidakseen päihittää maatuulen $0.03 to $0.07, leijan on myös vastattava turbiinin korkeaa käytettävyyttä, sen 25 vuoden käyttöikää ja vähäistä huoltoa. Rakennusvertailuarvoamme, 0,19 dollaria kWh:ta kohden, verrattuna rima on matalampi, mutta leijat eivät sovi rakennuksiin: ne tarvitsevat satoja metrejä kirkasta maata tai merta.

Missä se voi voittaa ja missä ei

Se voi voittaa:

• Etä- ja saariverkot Tuontidieselillä toimivat voimalat, joissa sähkön hinta on usein useita kertoja korkeampi kuin Manner-Euroopassa ja joissa turbiinien kuljetus ja asennus on vaikeaa ja konttipohjainen maa-asema helppoa.
• Tilapäinen virta: rakennustyömailla, katastrofiapua, sotilas- ja tutkimusleirit, tapahtumia, joissa turbiini ei voida rakentaa muutamaan kuukauteen.
• Syvävesi offshore, pitkällä aikavälillä, jossa kevyt kelluva maa-asema voi maksaa paljon vähemmän kuin kelluva turbiini. Tämä on palkinto Makani ja Shell testattiin Norjassa, ja se on vielä todistamatta.
• Paikat, joissa on voimakkaita tuulia ylhäällä mutta heikkoja tuulia navan korkeudella, esimerkiksi epätasaisessa maastossa, jossa leijan korkeus on tärkeintä.

Se ei voi voittaa:

• Kaupungeissa tai rakennuksissa. Lento-kirjekuori on satoja metrejä leveä.
• Vastaa maatuulta hyvillä paikoilla, tänään. Turbiinit ovat kypsiä, pankkikelpoisia ja halpoja; uuden teknologian on todistettava luotettavuutensa kahdenkymmenen vuoden ajan ennen kuin lainanantajat kohtelevat sitä samalla tavoin.
• Lähellä lentokenttiä ja vilkasta ilmatilaa, tai jos lentoreitin alla olevaa maata ei voida pitää vapaana.

Mikä on todistettu, uskottava ja spekulatiivinen

Todistetut: Sivutuulen lennon teholaki (Loyd, 1980), joka on vahvistettu monissa lentotesteissä; että kiinnitetyt siivet voivat tuottaa sähköä itsenäisesti tunteja pumppaussyklien ja sisäisten roottorien avulla; että M600 tuotti parhaan kymmenen minuutin keskiarvon 196 kW; että maasta käsin tuotettuja pehmeitä leijoja 100-200 kW voidaan laukaista, lentää ja laskea konttikokoiselta asemalta; että tuulen nopeudet ja tehotiheys nousevat keskimäärin korkeuden mukaan.

Uskomatonta: että muutaman sadan kilowattin maalla sijaitsevat tuotantojärjestelmät voivat saavuttaa korkean käytettävyyden kaukaisissa paikoissa; että materiaalin käyttö kW:ta kohti on paljon pienempi kuin turbiineilla; että offshore-leijat saattavat tarvita paljon kevyempiä alustoita; että ilmasta käsin toimivat järjestelmät tuottavat enemmän hyödyllistä tehoa vuodessa kuin turbiini samassa paikassa, koska ne saavuttavat vakaampia tuulia.

Speculative: a cost per kWh competitive with onshore wind; megawatt-scale kites; farms of many kites flying close together without interfering; twenty-year lifetimes for kites, tethers and drums; insurance and certification frameworks comparable to those for turbines.

Avoimet tutkimuskysymykset

• Kuinka luotettava voi olla Täysin autonominen lentoonlähtö ja laskeutuminen Miten suuriksi ne ovat tuhansien syklien mittauksissa tuulessa?
• Mikä on Todellinen vuosittainen energiasaanto Mikä on yksikön tunnettu energiankulutus, joka mitataan erikseen koko vuoden ajan, ja miten se vertautuu sen vieressä olevaan turbiiniin?
• Kuinka kauan tetherit ja kangasleijat kestävät syklistä kuormitusta ja ultraviolettivaloa, ja miten kuluminen havaitaan ennen rikkoutumista?
• Kuinka tiiviisti leijat voidaan välittää farmilla, ja kuinka paljon ne menettävät toistensa jäljissä?
• Mitkä ilmatilasääntöjä sovelletaan kiinnitettyihin siipeihin ja miten leijat tulisi valaista ja havaita lentokoneella?
• Mitä leijat tekevät linnuille ja lepakoille? Kenttätietoa ei ole juurikaan, ja vastaus voi olla erilainen hitaiden pehmeiden leijien ja nopeiden jäykkien siipien kohdalla.
• Voivatko merellä kelluvat maa-asemat selviytyä myrskyistä kustannuksilla, jotka voittavat kelluvat turbiinit?

Mitä toimiva prototyyppi tarvitsee

Hyvä uutinen pienelle tiimille on, että pumppausleijaa voi testata vaatimattomassa mittakaavassa ja fysiikka skaalautuu ennustettavalla tavalla siiven pinta-alan mukaan.

Vaihe	Työ	Päätös, jonka se mahdollistaa	Karkea kustannus	Aika
0. Työpöydän tutkimus	Kohdealueen Loyd- ja syklimalli avoimia työkaluja ja Makanin julkaistua koodia käyttäen; tuulitiedot 100–500 m:n etäisyydeltä lidarkampanjan tai uudelleenanalyysitietojen perusteella	Onko sivuston tuuli korkeudessa sen arvoista?	$10k to $30k	2-3 kuukautta
1. Voimatesti	10-20 m² leija kuormituskennolla varustetulla kiinnityssiteellä ja vinssillä, jota lennätetään ensin manuaalisesti ja sitten autopilotilla	Mitattu kiinnitysvoima ja tehokäyrä Loyd-käyrään verrattuna	$30k to $80k	6 kuukautta
2. Työskentelymalli	10–30 kW:n maa-asema: rumpu, moottorigeneraattori, tehoelektroniikka, automaattiohjaus; jokaisen syklin aikana kirjattu energia ulos ja sisään	Nettomääräinen mitattu kWh päivässä ja automaattiset syklit ilman pilottia	$150k to $400k	12 kuukautta
3. Pilot	100 kW:n luokan yksikkö syrjäisessä tai tilapäisessä paikassa, koko vuoden mittausaika ja käytettävyys sekä luonnonvaraisten eläinten seuranta	Todellinen vuosituotto, kustannukset kWh:ta kohti, huolto	$1M to $3M	18–24 kuukautta

Tällä sivulla työskentelymallilla tarkoitetaan vaihetta 2: maa-asemaa, joka suorittaa täydelliset pumppaussyklit ja syöttää mitatun nettoenergian akkuun tai verkkoon, jolloin jokainen sykli kirjataan. Leija, joka vetää köydestä kovaa, ei ole vielä voimalaitos.

Keitä tarvitsemme

• Lennonjohtoinsinöörit, joilla on kokemusta autonomisista droneista tai leijoista: nousu, laskeutuminen ja viankäsittely ovat suurin osa työstä.
• Aerodynamiikan tutkijat Leija- ja siipisuunnitteluun, mukaan lukien tether drag ja joustavat rakenteet.
• Tehoelektroniikka- ja käyttöinsinöörit Vinssin moottori-generaattorin, energiavaraston ja sähköverkkoon liittymisen yhteydessä.
• Materiaalien insinöörit tethers, kankaat ja väsymys testaus.
• Ilmatieteen tutkijat Lidar-kokemuksella tuulen mittaamiseen 50 - 600 m:n korkeudelta.
• Ilmailun sääntelyn asiantuntijat varmistavat lentoluvat ja ilmatilan varaukset.
• Ekologit Lintu- ja lepakkoseurannan suunnittelu.
• Isäntäpaikka: saari, syrjäinen yhteisö, louhos tai suuri maatila avoimella maalla ja tukevilla naapureilla.

Onko sinulla parempi idea?

Joillakin säätiön jäsenillä saattaa olla kontakteja, jotka voisivat kuulla voimakkaan energia-alan idean. Jotta idea voidaan esittää, se tarvitsee toimivan, tosielämän mallin, joka todella tuottaa voimaa ja jonka tuotos mitataan instrumentilla, ei väitettynä. Energialeijulle tämä tarkoittaa maa-asemaa, joka suorittaa pumppaussyklit itsenäisesti ja kirjaa nettoenergian, jonka se tuottaa. Paperi-ideat ovat myös tervetulleita: jos fysiikka ja numerot ovat kiinteitä, voimme julkaista ne täällä verkkosivuilla. Pääoman hankkiminen ilman toimivaa mallia on kuitenkin hyvin vaikeaa, eikä mikään tässä ole lupaus rahoituksesta, tuotoista tai esittelyistä.

Lähetä ideasi tai lentotietosi osallistumislomakkeen kautta: ongelma, jonka se ratkaisee, fysiikan tarkistus, mitattu tai arvioitu teho, karkeat kustannukset kWh:ta kohti ja halvin testi, joka voisi osoittaa sen vääräksi. Muita suuntaviivoja löydät energiavaihtoehtojen vertailusta ja omasta avoimesta Fan Wall -tutkimuksestamme.

Lähteet

1. Loyd, M.L. (1980). Sivutuulileijavoima (suurmittakaavaiseen tuulivoiman tuotantoon). Energia-alan aikakauslehti 4(3), 106-111.
2. Makani Technologies (syyskuu 2020). Energialeija, osa I: lentokoetilastot, M600-koneen suorituskyvyn puute, FCW-01-offshore-lento ja energiakustannusanalyysi. Osat II ja III.
3. X, kuulähetintehdas. Makani: M600, Energy Kite Collection ja sulkeminen vuonna 2020.
4. Vermillion, C., Cobb, M., Fagiano, L., Leuthold, R. et al. (2021). Sähköä ilmassa: näkemyksiä kahden vuosikymmenen ajan tehdystä kehittyneestä ohjaustutkimuksesta ja ilma-alusten tuulivoimajärjestelmien kokeellisesta lentokokeilusta. Vuosittaiset katsaukset Control 52, 330-357.
5. Vertechy, R., Fontana, M., Papini, A. ja Cherubini, A. (2015). Tuulivoiman tuotanto ja käyttö: tarkastelun kohteena olevat teknologiat. Uusiutuvan ja kestävän energian katsaukset 51, 1461-1476.
6. Archer, C.L. ja Caldeira, K. (2009). Tuulivoiman globaali arviointi korkealla. Energies 2(2), 307-319.
7. Miller, L.M., Gans, F. ja Kleidon, A. (2011). Jetstream-tuulivoima uusiutuvana energialähteenä: vähän tehoa, suuria vaikutuksia. Maan järjestelmädynamiikka 2, 201-212.
8. SkySails Power. Uutiset, mukaan lukien SkyPower100 Klixbüllissä (2022), Mauritius (2023) ja Taiwan (2025); Venyo (PN-14) -tiedot.
9. Leijavoimaa. Tekniikka ja Falcon-järjestelmän tiedot.
10. Kitemill. Yrityksen verkkosivusto.
11. Ampyx Power: yrityksen historia ja konkurssi, 2022.
12. Lazard (kesäkuu 2024). Levelized Cost of Energy+, versio 17: maatuuli $27 to $73 per MWh, merituuli $74 to $139, kaasu huippu $110 to $228. Kesäkuun 2026 painos antaa kaupallisen katto-aurinkosähkön valikoiman, jota käytetään vertailuarvonamme.
13. Local Solar System-säätiö. The Fan Wall: open wind research, kattoaurinkovertailun hinta on 0,19 dollaria per kWh.
14. Haas, T., De Schutter, J., Diehl, M. ja Meyers, J. (2022). Ilmasta käsin ohjattujen tuulivoimapuistojen suuripyörresimulaatio. Tuulivoimatieteen aikakauskirja 7, 1093-1135.