五十六 风电机和蓄能池
叶蒙说得这段话在道理上没多大问题，但在场基本都是四十岁以上的专家，被一个二十几岁的年轻人教训，不少人都是不服气的。
但叶蒙就做好准备，今天要是继续有人像刚才那样找茬，而行舟也招架不住的话，他也不会客气，反正他不用担心得罪哪个专家，而且他很确定，在会后将有很有很多专家主动来合作。
“行舟你继续。”
听到叶蒙的话后，裴行舟继续介绍，“现在基于上述能源架结构论证其防火性和结构稳定性。”
然后裴行舟将一堆公式和仿真结果展示出来，并予以说明。这方面是巨构公司的强项，所以哪怕这些专业内容其他领域的专家未必听得懂，他们也不太怀疑其合理性。
这两点证毕后，裴行舟开始介绍能源架所搭载的东西，
“挂载缆绳上挂载的风电机和蓄能站是高空能源装置的核心设备，这里先介绍风电机。”
裴行舟打开一页新ppt，然后其他专家就发出一阵惊奇。
ppt上显示的是两个挂在缆绳上的风电机，其外貌结构和普通风电机都没有多少区别，但两个风电机分别位于缆绳两侧，朝向相反。
“如图所示，缆绳上挂载的风电机都是成对出现，背靠背分布。这种对称分布置可以形成一个天平，防止缆绳向某一边弯曲。”
“那这样会不会太重呢？一根缆绳从上到下要挂载多少组风电机？”一个专家问道。
裴行舟解释道，
“重量都是按材料强度配置的，而初期的高空能源站是这样设计的：气囊架高一千米，缆绳也大概长一千米，从上到下配置五组风电机，每台风电机都是当前全球最大型号，叶片直径80米，旋转直径160米，相邻风电机间距200米。”
“由于材料都是抗拉不抗压的，而且我们的缆绳有十米直径，虽是空心的，但也有两米厚，单根缆绳从下到上挂载十个最大风电机也是完全足够的。”
裴行舟解释完后，马上就有人问道，“请问这样一个能源站占地面积多大，总共能布置多少风电机？”
“初期能源站占地一平方公里，相邻缆绳间距也是两百米，挂载风电机和蓄能站的缆绳数量比大概为1比1，这样缆绳上能挂载的风电机总数大概是90台，另外顶层气囊架的上层架子上还能挂载10台左右的风电机，所以总数是一百台左右。”裴行舟答道。
提问的专家吃了一惊，按一个风电机10MW的额定功率来算，这种能源站的装机容量就是1000MW，这已经是一个大型火电站的水平了！
并且有三峡发电站总装机容量的二十分之一！
当然实际发电量肯定没这么大，但这只是初级能源站，到后期能升到几千米高空的能源站发电能力又会有多强？
只要占地面积再增大一些，发电能力达到三峡电站的水平也不是不可能。而且这种高空能源站可以到处建造，试想一下全国各地布满三峡电站是怎样的情景？
哪怕裴行舟还没开始介绍高空能源站发电功率，包括提问的专家在内的很多电力行业专家已经震惊无语了。
当然现在就震惊还有点儿早，至少要验证高空能源站的可行性再说，于是这个专家问道，
“你之前说缆绳在遇到大风时是可能倾斜的，那风电机也会跟着倾斜吗？”
风电机叶片一般是在垂直平面内转动，如果缆绳倾斜而叶片没跟着倾斜，那叶片就可能撞到缆绳。所以这个专家才会有此疑问。
“是的。”裴行舟点点头。
“那是怎样保证风电机也跟着倾斜的？不会是只依靠机舱倾斜来带动倾斜吧？”
机舱大致就是风电机除了叶片以外的部分，相对叶片而言，体积比较小，当缆绳倾斜时，仅凭机舱倾斜是不太可能带动所有叶片都倾斜过来的。
“请看图，”裴行舟打开一个风电机整体结构图，说道，“风电机机舱上下各自连接了一根长80米的硬质管，套在缆绳上，这个硬质管相对两个风电机叶片旋转面永远平行，所以叶片不会碰到缆绳的。”
专家又问道，“那还有另外一个问题，现在的风电机结构没有考虑到倾斜这种情况，没法直接用于高空发电的。”
裴行舟说道，“那我们再改进风电机就行，这里主要改进的地方是给风电机转轴两端加上轴承，这在技术上实现难度并不是很大。”
这个专家点点头，他本身就是风电领域的，对此并没有多少怀疑。
然后又有专家问道，“这个风电机顺着缆绳上下移动的动力装置需要有多大？一个风电机有好几百吨，带得动吗？”
裴行舟摇摇头，“不是这么算的。缆绳挂载的只有风电机叶片和机舱，不包含发电塔和基座，所以总重只有一百多吨。而且风电机移动动力不是由自己提供，而是缆绳上搭载的气囊提供，只要气囊够多，不管多重的风电机都能吊起来。”
哦，也对，提问的专家才想起来还有气囊啊！
这已经是第N个忘记气囊的专家了。
到这里风电机的主要内容已经介绍完毕，由于高空风电机采用的设备和地面风电机没太大区别，只有少数地方需要做修改，所以专家们就没再就此继续提问。
于是裴行舟开始介绍高空蓄能装置。他将单根缆绳上的高空蓄能装置效果图展示出来，一共两张图。
一张是在长达一千米的缆绳上，挂了是个柱体，每隔一百米一个，总体上有点儿类似糖葫芦串。另一张是只有顶部挂了两个柱体，柱体形态总体类似第一张图柱体，但体积更大一些，形状也有点儿区别。
“这两张图分别代表两种方案，第一种技术实现难度低一些，但储能总量也低，后一种难度高，储能总量也高。接下来就分别介绍下。”
“等一下，”此时又有专家问道，“这两种方案都是抽水蓄能吧？有考虑过重力蓄能吗？”
本来抽水蓄能也是利用水的重力势能蓄能，也属于重力蓄能，但在业内一般认为固体重力蓄能才叫重力蓄能。
“重力蓄能靠齿轮驱动发电，发电效率比水轮机发电低得多，所以目前不考虑这种方案，当然后续会继续研究这种方案，如果其发电效率提上来，那也是可以考虑的。”
裴行舟解释道，然后他继续介绍原来的话题。
“图中这些柱体就是蓄水池，风电机会用过剩电力将水抽进蓄水池，然后蓄水池再爬到高处储能。如果蓄水池爬到一千米高度，在发电时直接将水放到地面，那水流速度将大到把水轮发电机冲毁，所以就需要将水轮机放在蓄水池下方不远处。”
这样就产生了图中两种方案。第一种就是水从顶部蓄水池中流到下一层蓄水池中，冲击其中的水轮机发电，接下来再继续往下流，重复以上过程，逐级发电。
“这种方案难点少，我们现在几乎已经将对应设计图完成了。不过它的储能总量比后者低不少，而后一种方案虽然有实现难度，但我们认为难度还不算太大，短期内也有希望实现，所以我们认为采用后一种方案更好。现在先介绍下后一种方案。”
裴行舟正打算接着介绍，就有专家问道，“为什么前一种方案储能总量更少呢？它挂的蓄水池不是更多么？只要都蓄满水，那总水量不是更大么？”
裴行舟解释道，“这里总蓄水量不是由柱体体积大小决定的，而是由单根缆绳载荷上限决定，其上限大概是一万五千吨，除去各种装置重量和安全余量，蓄水总量最大也就一万吨左右。”
“对于第一种方案，就算全部水池全部蓄满水，总蓄水量也是这个值，而且这些水分布在不同高度，水的势能比第二种将一万吨都存储在一千米高空的水小了很多。”
“那第一种方案也可以将一万吨水都存在一千米处啊。”专家继续质疑。
“是这样的，这些柱体除去水以外，本身重量就不低，起码有两三千吨，不然在强大水压下容易漏水。”
“那为什么不能将柱体的高宽比降低一些，就是变矮变胖一些？这样同等容量的柱体表面积更小，更能减小材料重量啊。”
“还是不行，至少目前不行。”裴行舟说道，“那样的话会让缆绳外壁齿条上每个齿毂承受重量过大，除非将齿条材料都用高级合金制造，但目前看来还不太划算。”
“好的，明白了。”这名专家不再质疑。
“那么接下来就介绍下第二种蓄能方案，大家可能之前就听说过，这种方案是靠上下两个蓄水池交替位置，不断往下放水来发电的，所以这种方案也叫交替式发电技术。”
“交替式发电技术，在发电时的运行过程与第一种方案没有区别，二者最大区别就在于交替式发电方案中有水池交替这个环节，相信大家最关心的也是这点。”
众位专家点点头，他们的确很好奇这种本身重量就达到两三千吨的蓄水池是怎么实现在单根缆绳上交替位置的？
在他们看来，实现这个目的的方案倒也不止一种，但都很复杂，而越复杂的方案实现成本越高，不然容错率就越低，总之性价比都不太行。
裴行舟将交替式方案蓄水池结构图展示出来，
“大家请看，这种蓄水池虽然总体上也是柱体，但柱体主面上多了两个平面机构，分列于柱体两侧，当然这两个平面机构也不是薄薄的一层平面，而是有一定厚度，这叫分合机构。”
分合机构中有很多水平金属杆，可以伸缩。当上方水池放完水，降到下方水池顶部时，这些金属杆会伸长，将整个水池分为两半。
什么？！
众专家一惊，这不就裂开了么？
于是马上有质疑道，“这样不就把水池仓分成两半了么？水不会漏出来么？”
“只有上方水池放完水了才会分成两半，没有水可以漏啊。”裴行舟说道。
哦，这样啊！
这位专家才反应过来，然后就感到很尴尬，怎么问了一个这么傻的问题？
但他还是觉得不对劲，因此又问道，“这种分合装置需要支撑住两三千吨的水池，本身重量也不低吧？”
“是不低，总重五百吨，但相比一万吨的水量，这点重量还不算太高。”裴行舟说道。
这时又有人问道，“水池分裂开，靠什么支撑重量呢？”
“靠下方水池，”
裴行舟将图放大，显示出上方水池底部的齿轮在此时会踩住下方水池顶部表面，而其顶部是斜坡形状，在上方水池分裂同时，齿轮也会顺着斜坡下滑。
裴行舟继续说道，“大家仔细看，下方水池顶部斜坡表面和柱面表面都有齿条结构，齿轮就可以顺着这些齿条下移。当上方水池完全分开时，下方齿轮刚好踩在下方水池柱面最外侧，然后就可以整体往下移动了。”
“而当上方水池移动到与下方水池完全一样高度时，原本位于下方水池底部的底座就会支撑住目前位于外侧的水池，并拖着它缓缓往下移动，最终外侧水池再合拢。”
诶？
众专家这时才发现原来下方水池底部还有个直径略大的底座，而且这个底座是个倒锥形。
接着裴行舟又放了个短视频，将水池交替过程简单展示一遍，总体看起来，这种机构并不是很复杂，貌似可行。
不过还是有人有疑问，“在交替过程中，两个水池的重量都集中在同一高度，不会超出这里缆绳齿条齿毂的承受范围么？”
“也还好，因为交替过程在蓄能站的整个使用周期中时间占比很小，所以对齿毂的损坏很小，能用很长时间。”
这位专家点点头，表示认可。
然后裴行舟说道，“到这里，高空能源站的介绍已经已经完毕，大家还有什么问题么？”
(诶...写到后面才发现交替式方案其实总体上不如第一种蓄能方案，因为只要每个蓄能池上方用单独的气囊吊着就行，这些气囊仍可以都设置在顶层气囊架上。算了，就这么写吧...)
但叶蒙就做好准备，今天要是继续有人像刚才那样找茬，而行舟也招架不住的话，他也不会客气，反正他不用担心得罪哪个专家，而且他很确定，在会后将有很有很多专家主动来合作。
“行舟你继续。”
听到叶蒙的话后，裴行舟继续介绍，“现在基于上述能源架结构论证其防火性和结构稳定性。”
然后裴行舟将一堆公式和仿真结果展示出来，并予以说明。这方面是巨构公司的强项，所以哪怕这些专业内容其他领域的专家未必听得懂，他们也不太怀疑其合理性。
这两点证毕后，裴行舟开始介绍能源架所搭载的东西，
“挂载缆绳上挂载的风电机和蓄能站是高空能源装置的核心设备，这里先介绍风电机。”
裴行舟打开一页新ppt，然后其他专家就发出一阵惊奇。
ppt上显示的是两个挂在缆绳上的风电机，其外貌结构和普通风电机都没有多少区别，但两个风电机分别位于缆绳两侧，朝向相反。
“如图所示，缆绳上挂载的风电机都是成对出现，背靠背分布。这种对称分布置可以形成一个天平，防止缆绳向某一边弯曲。”
“那这样会不会太重呢？一根缆绳从上到下要挂载多少组风电机？”一个专家问道。
裴行舟解释道，
“重量都是按材料强度配置的，而初期的高空能源站是这样设计的：气囊架高一千米，缆绳也大概长一千米，从上到下配置五组风电机，每台风电机都是当前全球最大型号，叶片直径80米，旋转直径160米，相邻风电机间距200米。”
“由于材料都是抗拉不抗压的，而且我们的缆绳有十米直径，虽是空心的，但也有两米厚，单根缆绳从下到上挂载十个最大风电机也是完全足够的。”
裴行舟解释完后，马上就有人问道，“请问这样一个能源站占地面积多大，总共能布置多少风电机？”
“初期能源站占地一平方公里，相邻缆绳间距也是两百米，挂载风电机和蓄能站的缆绳数量比大概为1比1，这样缆绳上能挂载的风电机总数大概是90台，另外顶层气囊架的上层架子上还能挂载10台左右的风电机，所以总数是一百台左右。”裴行舟答道。
提问的专家吃了一惊，按一个风电机10MW的额定功率来算，这种能源站的装机容量就是1000MW，这已经是一个大型火电站的水平了！
并且有三峡发电站总装机容量的二十分之一！
当然实际发电量肯定没这么大，但这只是初级能源站，到后期能升到几千米高空的能源站发电能力又会有多强？
只要占地面积再增大一些，发电能力达到三峡电站的水平也不是不可能。而且这种高空能源站可以到处建造，试想一下全国各地布满三峡电站是怎样的情景？
哪怕裴行舟还没开始介绍高空能源站发电功率，包括提问的专家在内的很多电力行业专家已经震惊无语了。
当然现在就震惊还有点儿早，至少要验证高空能源站的可行性再说，于是这个专家问道，
“你之前说缆绳在遇到大风时是可能倾斜的，那风电机也会跟着倾斜吗？”
风电机叶片一般是在垂直平面内转动，如果缆绳倾斜而叶片没跟着倾斜，那叶片就可能撞到缆绳。所以这个专家才会有此疑问。
“是的。”裴行舟点点头。
“那是怎样保证风电机也跟着倾斜的？不会是只依靠机舱倾斜来带动倾斜吧？”
机舱大致就是风电机除了叶片以外的部分，相对叶片而言，体积比较小，当缆绳倾斜时，仅凭机舱倾斜是不太可能带动所有叶片都倾斜过来的。
“请看图，”裴行舟打开一个风电机整体结构图，说道，“风电机机舱上下各自连接了一根长80米的硬质管，套在缆绳上，这个硬质管相对两个风电机叶片旋转面永远平行，所以叶片不会碰到缆绳的。”
专家又问道，“那还有另外一个问题，现在的风电机结构没有考虑到倾斜这种情况，没法直接用于高空发电的。”
裴行舟说道，“那我们再改进风电机就行，这里主要改进的地方是给风电机转轴两端加上轴承，这在技术上实现难度并不是很大。”
这个专家点点头，他本身就是风电领域的，对此并没有多少怀疑。
然后又有专家问道，“这个风电机顺着缆绳上下移动的动力装置需要有多大？一个风电机有好几百吨，带得动吗？”
裴行舟摇摇头，“不是这么算的。缆绳挂载的只有风电机叶片和机舱，不包含发电塔和基座，所以总重只有一百多吨。而且风电机移动动力不是由自己提供，而是缆绳上搭载的气囊提供，只要气囊够多，不管多重的风电机都能吊起来。”
哦，也对，提问的专家才想起来还有气囊啊！
这已经是第N个忘记气囊的专家了。
到这里风电机的主要内容已经介绍完毕，由于高空风电机采用的设备和地面风电机没太大区别，只有少数地方需要做修改，所以专家们就没再就此继续提问。
于是裴行舟开始介绍高空蓄能装置。他将单根缆绳上的高空蓄能装置效果图展示出来，一共两张图。
一张是在长达一千米的缆绳上，挂了是个柱体，每隔一百米一个，总体上有点儿类似糖葫芦串。另一张是只有顶部挂了两个柱体，柱体形态总体类似第一张图柱体，但体积更大一些，形状也有点儿区别。
“这两张图分别代表两种方案，第一种技术实现难度低一些，但储能总量也低，后一种难度高，储能总量也高。接下来就分别介绍下。”
“等一下，”此时又有专家问道，“这两种方案都是抽水蓄能吧？有考虑过重力蓄能吗？”
本来抽水蓄能也是利用水的重力势能蓄能，也属于重力蓄能，但在业内一般认为固体重力蓄能才叫重力蓄能。
“重力蓄能靠齿轮驱动发电，发电效率比水轮机发电低得多，所以目前不考虑这种方案，当然后续会继续研究这种方案，如果其发电效率提上来，那也是可以考虑的。”
裴行舟解释道，然后他继续介绍原来的话题。
“图中这些柱体就是蓄水池，风电机会用过剩电力将水抽进蓄水池，然后蓄水池再爬到高处储能。如果蓄水池爬到一千米高度，在发电时直接将水放到地面，那水流速度将大到把水轮发电机冲毁，所以就需要将水轮机放在蓄水池下方不远处。”
这样就产生了图中两种方案。第一种就是水从顶部蓄水池中流到下一层蓄水池中，冲击其中的水轮机发电，接下来再继续往下流，重复以上过程，逐级发电。
“这种方案难点少，我们现在几乎已经将对应设计图完成了。不过它的储能总量比后者低不少，而后一种方案虽然有实现难度，但我们认为难度还不算太大，短期内也有希望实现，所以我们认为采用后一种方案更好。现在先介绍下后一种方案。”
裴行舟正打算接着介绍，就有专家问道，“为什么前一种方案储能总量更少呢？它挂的蓄水池不是更多么？只要都蓄满水，那总水量不是更大么？”
裴行舟解释道，“这里总蓄水量不是由柱体体积大小决定的，而是由单根缆绳载荷上限决定，其上限大概是一万五千吨，除去各种装置重量和安全余量，蓄水总量最大也就一万吨左右。”
“对于第一种方案，就算全部水池全部蓄满水，总蓄水量也是这个值，而且这些水分布在不同高度，水的势能比第二种将一万吨都存储在一千米高空的水小了很多。”
“那第一种方案也可以将一万吨水都存在一千米处啊。”专家继续质疑。
“是这样的，这些柱体除去水以外，本身重量就不低，起码有两三千吨，不然在强大水压下容易漏水。”
“那为什么不能将柱体的高宽比降低一些，就是变矮变胖一些？这样同等容量的柱体表面积更小，更能减小材料重量啊。”
“还是不行，至少目前不行。”裴行舟说道，“那样的话会让缆绳外壁齿条上每个齿毂承受重量过大，除非将齿条材料都用高级合金制造，但目前看来还不太划算。”
“好的，明白了。”这名专家不再质疑。
“那么接下来就介绍下第二种蓄能方案，大家可能之前就听说过，这种方案是靠上下两个蓄水池交替位置，不断往下放水来发电的，所以这种方案也叫交替式发电技术。”
“交替式发电技术，在发电时的运行过程与第一种方案没有区别，二者最大区别就在于交替式发电方案中有水池交替这个环节，相信大家最关心的也是这点。”
众位专家点点头，他们的确很好奇这种本身重量就达到两三千吨的蓄水池是怎么实现在单根缆绳上交替位置的？
在他们看来，实现这个目的的方案倒也不止一种，但都很复杂，而越复杂的方案实现成本越高，不然容错率就越低，总之性价比都不太行。
裴行舟将交替式方案蓄水池结构图展示出来，
“大家请看，这种蓄水池虽然总体上也是柱体，但柱体主面上多了两个平面机构，分列于柱体两侧，当然这两个平面机构也不是薄薄的一层平面，而是有一定厚度，这叫分合机构。”
分合机构中有很多水平金属杆，可以伸缩。当上方水池放完水，降到下方水池顶部时，这些金属杆会伸长，将整个水池分为两半。
什么？！
众专家一惊，这不就裂开了么？
于是马上有质疑道，“这样不就把水池仓分成两半了么？水不会漏出来么？”
“只有上方水池放完水了才会分成两半，没有水可以漏啊。”裴行舟说道。
哦，这样啊！
这位专家才反应过来，然后就感到很尴尬，怎么问了一个这么傻的问题？
但他还是觉得不对劲，因此又问道，“这种分合装置需要支撑住两三千吨的水池，本身重量也不低吧？”
“是不低，总重五百吨，但相比一万吨的水量，这点重量还不算太高。”裴行舟说道。
这时又有人问道，“水池分裂开，靠什么支撑重量呢？”
“靠下方水池，”
裴行舟将图放大，显示出上方水池底部的齿轮在此时会踩住下方水池顶部表面，而其顶部是斜坡形状，在上方水池分裂同时，齿轮也会顺着斜坡下滑。
裴行舟继续说道，“大家仔细看，下方水池顶部斜坡表面和柱面表面都有齿条结构，齿轮就可以顺着这些齿条下移。当上方水池完全分开时，下方齿轮刚好踩在下方水池柱面最外侧，然后就可以整体往下移动了。”
“而当上方水池移动到与下方水池完全一样高度时，原本位于下方水池底部的底座就会支撑住目前位于外侧的水池，并拖着它缓缓往下移动，最终外侧水池再合拢。”
诶？
众专家这时才发现原来下方水池底部还有个直径略大的底座，而且这个底座是个倒锥形。
接着裴行舟又放了个短视频，将水池交替过程简单展示一遍，总体看起来，这种机构并不是很复杂，貌似可行。
不过还是有人有疑问，“在交替过程中，两个水池的重量都集中在同一高度，不会超出这里缆绳齿条齿毂的承受范围么？”
“也还好，因为交替过程在蓄能站的整个使用周期中时间占比很小，所以对齿毂的损坏很小，能用很长时间。”
这位专家点点头，表示认可。
然后裴行舟说道，“到这里，高空能源站的介绍已经已经完毕，大家还有什么问题么？”
(诶...写到后面才发现交替式方案其实总体上不如第一种蓄能方案，因为只要每个蓄能池上方用单独的气囊吊着就行，这些气囊仍可以都设置在顶层气囊架上。算了，就这么写吧...)
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