风筝发电的科学原理是什么

放风筝和发电似乎是风马牛不相及的事,但是现在有很多的科学家都会利用放风筝来发电。下面是本站小编为你精心推荐的风筝发电科学原理,希望对您有所帮助。

风筝发电的科学原理是什么

  风筝发电的科学原理

风筝借助风力发电的原理很简单。放风筝时,风筝的平面几乎垂直于风向,从而产生了最大的上升拉力,这种拉力就作用在放风筝的绳索上。风筝的绳索拉动固定在地面上的转盘(卷扬机)上,使之转动,再由转盘带动发电机,当发电机转动时,便能发出电来。

能发电的风筝当然不是我们在公园里常见的“娱乐型”风筝。这些发电风筝通常面积大、重量轻、抗风力强,风筝面采用高强度轻质材料制成。放飞这些发电风筝,当然也不再是靠人的双手,而是要通过专门的设备来进行。所以,风筝上还需要安装多种传感器,以便控制风筝的高度、风筝平面的倾角等。

风筝在受风力作用上升的过程中,拖动地面上的卷扬机发电。当它升到一定高度后,就需要收回并重新放飞。这时,控制器控制风筝的平面,使之几乎平行于气流方向,这样,风筝返回的阻力最小。由于风筝发电只有在风筝上升时才能做功发电,收回时并不做功,因此,单个风筝发电是间歇性的。可以用两个风筝带动同一台发电机,当其中一个风筝升空做功发电时,另一个风筝是逆程返回,两个风筝轮流工作,就能使发电机处于持续发电的状态了。

风筝借助风力发电的成本很低,据估计只是平均发电成本的1/30,因此是很有前途的一种发电新方式。

  风筝发电机原理

风筝风力发电机的工作原理很简单:风筝在风力作用下,带动固定在地面的旋转木马式的转盘,转盘在磁场中旋转而产生电能。对于每个风筝而言,转盘都会放开一对高阻电缆,控制方向和角度。风筝并非是我们在公园常见的那种类型,而是类似于风筝牵引冲浪的类型———重量轻、抵抗力超强、可升至2000米的高空。支持者称,这种旋转木马发动机的其他组件加起来的成本也只有36万欧元,而且只需要有限的空间。据他们估计,即便直径只有320英尺(100米),风筝风力发电机也可产生5亿瓦的能量。对巨杉自动控制公司而言,幸运的是,该公司员工可将它们带回家仔细研究。这家公司的核心产业是传感器设计和工业自动化装置。R&D负责人马西莫·伊波利托受其悬挂式滑翔和风筝牵引冲浪等周末爱好的激发,开始琢磨一种特殊的风力发电装置概念,最终风筝风力发电机诞生了。

  风筝中的作用

①古老的风筝,已经不仅仅是娱乐玩具,在科学技术高度发达的今天,风筝同样在为人类作贡献!

②风筝又名纸鸢(yuān一种凶猛的鸟)、纸鹞(yào雀鹰),最早发源于中国,至今已有2000多年历史。据说巧匠鲁班就曾“削竹为鹊,成而飞之”,应当说这是风筝的前身。五代时期的李邺,曾在宫中以线放纸鸢为游戏,又别出心裁地在鸢的头部安装竹笛,风入竹哨,发出像古筝一样的响声,因此得名“风筝”。英国著名学者李约瑟把风筝列为中华民族的重大科学发明之一。美国华盛顿国家航空和空间博物馆中有一块说明牌上也醒目地写着:“最早的飞行器是中国的风筝和火箭。”

③风筝的发明,对科学技术的发展产生了深刻的启示:1749年,美国一位名叫威尔逊的天文学家,研制成世界上第一台空中试验仪。他用6只风筝将天文仪器吊到700多米的高空中进行科学试验,第一次测到了大气的温度,并取得了一些重要的理论数据,推动了天文学的发展。1752年,美国科学家富兰克林曾用风筝挂上一只铁钥匙,在雷电交加时,把风筝送上天,引来雷电,从而证明了雷电也是一种放电现象,避雷针也由此发明。1804年,英国的乔治格雷爵士用两只风筝作机翼,研制出了一架5英尺的滑翔机。1894年,英国科学家设计了一只供战场观察的军用风筝,其作用犹如当今的卫星电视转播……

④最近,科学家提出了利用风筝发电的新方法。据估计,风筝风力发电机获得每千度电的成本仅有1.5欧元。而欧洲国家每千度电的发电成本平均为43欧元,风筝风力发电机的成本仅是后者的三十分之一。

⑤据报道,俄罗斯物理学家在这方面作过探索。他们将50个巨大的`风筝,放到空中从上至下排成一串,看上去就像一架通天的梯子。每个风筝伸展开来足有足球场那么大。而牵扯这些风筝的绳索约有6000米长,路灯杆那么粗。假如风筝所在高度的风力不足的话,人们还可以放松绳索使风筝升高。意大利科研人员计划建造发电能力在几兆千瓦范围的大型设备,并在计算机上成功地进行了模拟计算。设想的风筝发电装置,在风力作用下能够带动固定在地面的旋转木马式的转盘,转盘在磁场中旋转而产生电能。这种风筝重量轻,抵抗力超强,可升至2000米的高空。一个直径1000米的巨轮便可以提供250兆瓦的发电能力。这将是第一台发电能力和常规电站不相上下的可再生能源发电设备。

⑥此外,科学家还设计建造家用式的高空风力发电设备。房主可以把这样的设备安装在自家房顶上,或许还可以替代太阳能电池。这些小型风筝梯子只需100米或者200米高,就可以足够为一户人家提供几千瓦的电力。

⑦当今,风筝在科学试验和工农业生产上的应用更为广泛。利用风筝作海洋救生工具;利用风筝牵引船只;利用风筝传递信件;在风筝上安装无线控制照相机,进行空中摄影;在风筝上安装喷水器,喷洒悬崖上的植物……这些应用极大地方便了人类的生活。