风筝是什么？最简单的风筝，是由小棍细绳彩纸扎成的花花绿绿的儿童玩具。

　　大约20年前，越来越多的冲浪爱好者开始用大型风筝代替摩托艇拉着滑板冲浪，20平米大的风筝加上强度是钢索15倍的高科技绳索，可以让冲浪者飚出100公里开外的时速，或是飞到15米以上的空中再轻轻滑回水面。

　　眼下，各国科研人员正在努力赋予风筝一项新的功能让它成为高空风力发电平台。在可预见的未来，风电风筝将会飞入高空，将那里更强劲、更稳定的风能捕获回来。

　　三种用风筝发电的方法

　　根据记载，虽然早在十九世纪初就有人用大型风筝来拉小火车，但直到1980年左右，才有人着手研究风筝发电的可能性。

　　开创这一领域理论研究的研究人员叫万里-劳埃德，他在加利福尼亚州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室里计算出，相比于悬在空中某一点，风筝在风中来回飞动能产生更大的能量，如果翼展能达到洛克希德C-5运输机机翼大小(68米长)，理论上从每秒10米的风力中就能获得兆瓦级的能量，这已能与当今大型地面风力发电机相提并论。

　　劳埃德提出两种风筝发电的方式：一是在风筝机翼上安装类似螺旋桨的涡轮机叶片，空气带动叶片旋转产生电能，然后通过导电的绳索将电能传送到地面，这种技术如今被昵称作飞翔的发电机；另一种方案是通过空中的风筝施加给控制绳索的力，带动地面设备发电。

　　此外，后来还有人提出，涡轮叶片既作为能量收集装置，同时也是风筝的动力装置。

　　与高塔、风车式样的传统风力发电机相比，这种筝载高空风力发电系统自有其优势：这种带绳索的飞行器能到达更高的空中，那里的风能更加强劲稳定。此外，因为不用建高塔支撑巨大的旋转叶片，这就大幅度削减了建设成本和安装时间。

　　当然，与传统风电设备相比，尚处于实验室阶段的风筝发电系统还有很多难题要克服。譬如，在这种系统中，风筝作为风能采集器将高空风能转化为机械能，同时也是保持系统稳定的平衡器，但平衡运动与做功运动相互耦合、相互影响，很难设计出平衡与做功的最佳控制模式，系统复杂，持续性和稳定性难以保障。另外还要考虑安全问题，碰到雷雨天气，电站容易被顺绳索而下的雷电击毁。

　　刚性翅膀Vs纤维翅膀

　　作为全球开发精密风筝发电原型的先驱者之一，罗伯特-克莱顿创办的Wind Lift公司从2005年开始开发风筝发电系统，目前他们正在陆地上使用冲浪风筝进行发电试验。

　　实验用的发电系统包括一个90厘米直径的滚筒和一个60千瓦发电机连接，风筝通过绳索拉动滚筒带动发电机发电，然后通过控制线使风筝释放拉力，在这个过程中反过来用电机反转滚筒并再次拉紧风筝。

　　现在实验面临的问题是，在再次拉紧过程中，风筝需释放所有拉力或者最好让拉力为负，即让空气把风筝向下推，但风筝只有完全收起翼展才能释放绳索大部分拉力，科研人员因此使用了一种翅膀前面有一条细长空气泡的充气风筝，用来保持翅膀形状。即便如此，翅膀还是过于灵活，再次拉紧时难以控制。

　　WindLift的风筝用的是更接近传统风筝的纤维翅膀，而它的部分竞争对手则根据第三种风筝发电的思路，研究使用刚性翅膀，这种设计思路更贵、着陆时更易损坏，但刚性翅膀比纤维翅膀更符合空气动力学，能从风中获得更多能量。

　　位于加利福尼亚州的Makani Power公司就是这种思路的“龙头企业”之一。他们制造的大型碳复合材料风筝，配备4台带螺旋桨的发电机。起飞时，发电机作为电动机带动螺旋桨转动，作为风筝上天的动力；起飞后，产生的升力很快能让风筝不需要其他助力飞行，一旦风带来的推力和螺旋桨拉力平衡，发电机就开始发电。

　　去年，Makani推出了额定功率30千瓦的风筝发电系统原型。据了解，它的最终目标是在海上部署成型的风筝发电系统，并将生产的电能接入电网。

　　天时地利优势该怎么用

　　在高空风电领域，国外科研机构拥有先发优势，占据着天时地利优势的中国，前景同样看好。

　　据统计，全球各大地面风力发电站的风力密度平均低于1千瓦/平方米，纽约上空急流附近风力密度可达到16千瓦/平方米，中国陆地上空万米高空处大部分地区风力密度均超过5千瓦/平方米，而浙苏鲁地区上空高空急流附近风力密度甚至达到30千瓦/平方米，为世界之最。

　　凭借地利，近年来国内也有部分企业开始涉足高空风电项目。

　　2009年11月，我国首个高空风能发电研发中心广东高空风能技术有限公司落户广州，公司计划利用特制大风筝，在几千米至上万米的高空，利用风能和自身重力上下升降，用产生的拉力带动地面发电机发电，公司制定的近期目标是：建造2兆瓦产业化样机，建设10兆瓦中高空风能发电示范电站。

　　在公司网站上看到，该公司使用的技术叫伞梯组合风能采集技术，高空风能发电系统采用模块组合结构，将升力平衡系统和做功系统相互分开、分别控制。目前，公司已研制出国内首台高空风能发电原理样机天风一号，整套系统安装在一台经过改装的卡车上，经过数月的发电试验，样机整体性能基本达到设计要求。此外，作为天风一号的放大和组合型，天风二号系统目前已完成2兆瓦级产业化基本机型整体概念设计。

　　然而，据报道，由于目前这一领域在世界范围内缺乏相关标准，再加上该项目离产业化“还有一定距离”，尽管这个高新技术研发中心前景广阔，但想要申请当地政府资金支持却一直很困难。