編著：梅立昀（國立台灣大學地理環境資源學系學生）

在模里西斯（Republic of Mauritius）的沙灘上空，你也許會看到一個有三間房間大小的風箏，在空中繞著八字飛行。這並不是旅遊景點——它是在為這個非洲東海岸的島國的電網發電。這個巨大的「風箏」是世界上第一個完全自主的商業「空中風能」系統，由德國公司SkySails Power於2021年12月推出。該公司表示，過去的兩個月中，它持續提供了100千瓦的電力（50戶家庭的同時用電所需）。

圖一：模里西斯的「風箏」系統  (資料來源：SkySails Power)

隨著世界向零碳排放邁進，風能將會大放異彩。國際能源協會預測，到2050年，風能的規模將激增11倍，而風能和太陽能也將供應70%的地球電力需求。由於風力發電機數量不斷增加，風力發電的成本在過去十年中已經驟降了約40%。然而風力發電機造價不斐，設置條件也受限於地表環境，而且無法充分利用風能最大的高空區域。這些問題的解決關鍵可能是「放風箏」。

一位米蘭理工大學的工程師表示，適合建設風電場的土地越來越少：風電場通常需要高達29公頃的土地才能產生一兆瓦的電力，而與此同時化石燃料發電廠只需要5公頃；而且適合發電的地點最終會用完。另一位研究人員也表示，一個「空中系統」可以達到800公尺高，遠遠高於最高的風力渦輪機的200至300公尺。據估計，全球高空風力發電的理論極限約為在地面上的4.5倍。而把風箏帶到一個偏遠的地方相對更便宜也更容易。

風箏的優點在於成本較低，它們便於移動與設置，高度也可以調整，以便更好的利用風能，風箏的外型也較不會破壞天際線，同時也更安靜。但這不會取代傳統的風力發電，設計者們規劃讓數百個風箏漂浮在離岸深水區的船上進行發電，而小規模的風箏系統則可以用來為偏遠島嶼、臨時軍事設施或山區的採礦作業供電。

SkySails所設計的系統是依靠一個大約150平方公尺、類似降落傘的風箏來乘風而行，電力則是透過風力牽引地面上的發電機所產生的，電腦軟體控制風箏獲得最強拉力來產生能量，然後再使其能夠以最小的阻力被拉回，這種模式不斷重複，只需花費一點能量將其卷回，便能創造出遠遠超過原本所消耗的能量。

不過，由於大雨、不適合的風場或暴風雨等因素，目前模里西斯的風箏每年將不得不降落約14次；它也可能殺死或傷害遷徙的鳥類；風箏理論上可能干擾無人機，甚至是小型飛機；而且，如果繫繩斷裂或引導系統失效，它們就會墜落到地面。該名工程師表示，他們更像是飛機，它們將必須達到接近民用飛機的可靠程度才得以成功大規模推行。

圖二：硬式機翼造型的風箏能夠產生更多電力，但若墜落也具有較高風險
(資料來源:Alamy)

如今有許多公司都在競爭以找到更好的解決方案。例如位於荷蘭的 Kitepower公司在加勒比海地區有一項進行中的專案，而挪威的 Kitemill該公司的目標是製造兆瓦級的系統。其他公司甚至在設計類似的水下發電系統，其工作原理相同，卻是利用洋流來驅動海底「風箏」進行繞八字飛行。但發展其中一項最大的障礙是法規：目前的法規並未考慮到這些新技術，因為只要沒有發展出創新的技術，當局便不會制定法規；但沒有相關的法規進行規範，公司就很難籌集資金開發新技術。

隨著第一批商業試點產品的出現，風箏已經是相當有競爭力的產品，如果機載風力系統開始大規模生產，它們無庸置疑地能生產出足夠的能源，然而，是否能達到大規模生產仍然是未知數。

 

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參考資料 :

The kites seeking the world’s surest winds

Will Airborne Wind Power Finally Fly in 2021?