Når oljeselskaper borer stadig dypere for å møte verdens tørst etter drivstoff, søker en ny bølge av ren energi-gründere også vidt og godt etter kilder - men i motsatt retning.
Det skyldes at når du går høyere, reduseres bakkefriksjonen og gir plass for stadig sterkere vind; i ekstreme høyder, mellom 20 000 og 50 000 fot, avhengig av hvor du befinner deg, går du inn i det som kalles jetstrømmen, en virvlende luftmasse med vind oppover 100 mil i timen. Når vindhastighetene dobles, vokser den potensielle energiforsyningen åtte ganger, slik at disse luftstrømmene langs de ytre delene av jordens atmosfære kan tenkes som en slags enorm skattkammer av fornybar kraft. Faktisk konkluderte en analyse publisert i tidsskriftet Energies at "den totale vindenergien i jetstrømmene er omtrent 100 ganger den globale energibehovet."
Relatert innhold
- Disse kreative vindturbinene vil få deg til å tenke nytt om hva du vet om vindkraft
Selv om forestillingen om å tappe inn i den kraftige jetstrømmen ser ut til å være utenfor rekkevidde, i det minste for nå, er en håndfull oppstart av vindenergi i et løp for å utvikle teknologier de håper en dag vil dra nytte av energien som er funnet på mer beskjeden høyder. Blant dem er Altaeros Energies, som nylig kunngjorde planer om å heise en luftbåren vindturbin til en enestående høyde på 1000 fot over et avsidesliggende sted i Alaska. I løpet av 18 måneder vil deres Buoyant Airborne Turbine (BAT) prototype levere strøm til rundt et dusin nett-hjem.
Selv om det ikke er satt noen startdato for prosjektet, er piloten satt til å begynne så snart selskapet fullfører tillatelsesprosessen, sier Altaeros Energies medgründer Adam Rein.
"Steder som Alaska er perfekte for disse systemene vi utviklet, " sier Rein. "På disse stedene har du kalde, tøffe forhold der bakken er frossent, noe som gjør det vanskelig å sette opp vanlige turbiner. Hvis vi kan demonstrere at [BAT] kan fungere i Alaska, kan det fungere hvor som helst for mer eller mindre de samme kostnadene å sette opp andre turbiner. "
Mens ideen om å lage luftløftede kraftgeneratorer har blitt flyttet i noen tid nå, er det først nylig at firmaer har satt sammen prototyper med mål om å produsere noe kommersielt levedyktig. Disse inkluderer konsepter som Laddermill-turbinen, som består av en roterende sløyfe av "power drager", og Magenn Air Rotor System, en gigantisk heliumfylt rotor som oppfinnerne har beskrevet som en "spinnende Goodyear-blimp." Men så langt, det er bare Boston-baserte Altaeros som har vært i stand til å sikre finansiering for en prøvekjøring: Pilotprosjektet er delvis subsidiert av Alaska Energy Authority, som tildelte selskapet en bevilgning på 1, 3 millioner dollar for å bestemme muligheten for å utvide teknologien til andre isolerte regioner.
På avstand ser BAT litt ut som en massiv smultring, bortsett fra en standard treblads, horisontal akse-turbin i sentrum. Med fire utstikkende finner for stabilitet, er det heliumfylte ytre skallet, laget av et meget slitesterkt stoff, festet til tre tetere med høy strekkfasthet som holder turbinen sikkert på plass.
Når BAT er suspendert, gjør et sensorsystem ombord turbinen i stand til å operere autonomt, til og med å endre sin posisjon for å høste mer vindenergi eller legge til kai når den oppdager et kraftig tordenvær. Energi overføres til en kraftstasjon på bakken, der et grensesnitt fordeler strøm til en mikrogrid- eller nettforbindelse.
I det hele tatt er BAT i stand til å levere to til tre ganger mengden strøm produsert av konvensjonelle tårn, sier Rein. Den oppblåsbare turbinen er også utstyrt med et nødventilasjonssystem som lar gasser frigjøres gradvis dersom strukturen må føres tilbake til bakkenivå. Overvåking vil bli gjort eksternt; spesialister vil bare bli utplassert med jevne mellomrom for å fylle på tapt helium.
Altaeros håper data samlet inn under den 18 måneder lange piloten kan brukes til å designe kommersielle turbinenheter for nisjemarkeder, inkludert fjerntliggende militærbaser og katastrofesoner.
For ikke at det høres for godt ut til å være sant, er det fortsatt spørsmålet om kostnader. Med 18 cent per kilowattime er de årlige energikostnadene for BAT fremdeles for høye for de fleste større markeder i Amerika, der den gjennomsnittlige forbrukeren betaler rundt 13, 4 cent per kilowattime.
Men for lokalsamfunn som ligger utenfor hovednettet, tilbyr luftbårne vindturbiner et attraktivt alternativ, om enn et ekstremt. Innbyggere i Alaskan som bor i disse fjerntliggende bygdesamfunnene betaler noen ganger så mye som en dollar per kilowattime for drivstoff fra importert diesel som ligger i nærliggende lagertanker.
Konkurrerende design, som Makanis flyvende turbin, kan tenkes å produsere kraft til en mye lavere pris, sier Rein i det minste for øyeblikket. Som en måte å øke teknologiens mainstream appell, sier han at selskapet valgte å gå med den dyrere, men etablerte løfteteknologien som brukes til å distribuere Aerostat-håndverk - brukt i den ikoniske Good Year-blimpen - som en måte å øke påliteligheten. (Blimp hevder å være i stand til å tåle orkan kraft vind og lynnedslag).
"Det er trygt og pålitelig, " sier Rein. "Ingen bekymrer noen gang for at en blimp i løpet av et sportslig evenement vil falle inn på stadion."
Foruten sikkerhet, sier Rein en annen fordel med selskapets oppfinnelse, er at i motsetning til tårnturbiner, kan oppblåsbare konstruksjoner transporteres i små containere, noe som gjør dem enkle å distribuere på en dag uten behov for kraner og annet tungt utstyr. Ekstra dingser, for eksempel trådløse kommunikasjonsenheter, kan også monteres for å gi andre varer som WiFi. Men selskapet vil ikke i det minste i overskuelig fremtid forsøke å spille i større markeder.
"Du vil ikke se BAT sitte over Empire State Building, " sier han. "Det er for mange samfunns bekymringer i disse områdene. Så i den forstand prøver vi ikke å erstatte tradisjonelle turbiner, men utvider heller tilgangen til ren kraft til det der det vanligvis ikke har vært teknologisk gjennomførbart."
