चीन ने जमीन की सतह से चार किलोमीटर की ऊंचाई पर बहने वाली हवा से बिजली पैदा करने की दिशा में कदम उठाए हैं। हाल ही में देश के भीतर विकसित वायु पवन ऊर्जा प्रणाली S4000 का पूर्ण चक्रीय परीक्षण पूरा किया गया है। यह प्रणाली, जो एक बड़े गुब्बारे के आकार की है, ने उत्तर-पश्चिमी चीन में एक परीक्षण बेस पर उड़ान भरने, स्थिति बनाए रखने, बिजली उत्पादन और वापसी सहित परीक्षण पास किए।
इस परियोजना में बीजिंग की एक ऊर्जा स्टार्टअप कंपनी ने भाग लिया, जिसने सिन्हुआ विश्वविद्यालय और चीनी विज्ञान अकादमी के एयरोस्पेस सूचना अनुसंधान संस्थान के साथ सहयोग किया। यह उपलब्धि चीन के उच्च ऊंचाई वाले पवन ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के पुनरावृत्तीय विकास से उनके व्यावहारिक कार्यान्वयन की ओर बदलाव को चिह्नित करती है।
उड़ान भरने वाले बिजली संयंत्र के उपयोग का भौतिक औचित्य ऊंचाई के साथ हवा की गति में तेज वृद्धि है, क्योंकि जमीन से घर्षण कम हो जाता है। इस प्रकार, 4000 मीटर की ऊंचाई पर टरबाइन एक वर्ष में उतनी ही ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम है जितनी कई समतुल्य जमीनी स्थापनाएं एक साथ कर सकती हैं। जबकि जमीनी पवन फार्म आमतौर पर प्रति वर्ष 2000-3000 घंटे चलते हैं, उच्च ऊंचाई पर हवाओं के शोध अनुमान 4000 मीटर की ऊंचाई पर सैद्धांतिक उपयोगी वार्षिक परिचालन विंडो को 5000-6000 घंटों की सीमा में बताते हैं।
अधिक स्थिर हवा के कारण, ऐसी प्रणालियाँ आधार भार के समान विशेषताएं प्रदर्शित करती हैं, जिससे वे संभावित रूप से पारंपरिक आधार भार उत्पादन के भविष्य के पूरक के रूप में कार्य कर सकती हैं।
S4000 प्रणाली 67 मीटर लंबी, 40 मीटर चौड़ी और 23 मीटर ऊंची है। यह हजारों टन स्टील और कंक्रीट के नींव पर निर्भर होने के बजाय हीलियम से भरी हल्की बाहरी परत के उत्प्लावन बल से ऊपर उठती है। इसे एक उच्च शक्ति वाले केबल द्वारा स्थिर किया जाता है जो किलोवोल्ट ऊर्जा को वापस ग्रिड में पहुंचाता है। मुख्य उपकरण - जनरेटर, कनवर्टर और नियंत्रक - एक वायुगतिकीय आवरण में रखे गए हैं।
टीमों ने प्लेटफॉर्म के अभिविन्यास नियंत्रण, हल्के उत्पादन और किलोमीटर स्तर पर उच्च वोल्टेज संचरण सहित 17 प्रमुख तकनीकी चुनौतियों का समाधान किया। कठोर पसलियों और झिल्ली से बनी हाइब्रिड संरचना सामान्य नरम गुब्बारों की तुलना में हवा के प्रतिरोध को 45 प्रतिशत तक बढ़ाती है।
अस्थिरता का मुकाबला करने के लिए, प्रणाली अपनी स्थिति को सही करने और स्थिति को स्थिर रूप से बनाए रखने के लिए ऑनबोर्ड सर्वोमोटर का उपयोग करती है, जिसने 72 घंटों तक निरंतर उत्पादन प्रदर्शित किया। लेजर रडार और अल्ट्रासोनिक एनीमोमीटर आगे की हवा और झोंकों का पूर्वानुमान लगाते हैं, जबकि एक चालन स्थैतिक परत और ऑनबोर्ड लाइटनिंग अरे बिजली गिरने को नियंत्रित करते हैं, और माइक्रोवेव या विद्युत डी-आइसिंग कोटिंग बर्फ के निर्माण को रोकती है।
केबल स्वयं सामग्री विज्ञान की एक उपलब्धि है: यह कार्बन फाइबर कोर वाला एक अनुकूली केबल है जो स्टील की तुलना में तीन गुना मजबूत है लेकिन उसका एक चौथाई वजन है। यह एक धागे में भार वहन क्षमता, उच्च वोल्टेज संचरण और ऑप्टिकल फाइबर नियंत्रण को जोड़ता है। S4000 जौशान में बाहरी आवरण के लिए उच्च दक्षता वाली सामग्री के नए कारखाने में निर्मित 500 और 2000 मीटर की ऊंचाई पर पहले के छोटे प्रोटोटाइप का अनुसरण करता है ताकि आपूर्ति श्रृंखला सुनिश्चित की जा सके।
S4000 की पहली प्रदर्शन परियोजनाएं अब बेड़े की तैनाती से पहले एक अवलोकन अवधि का प्रतिनिधित्व करती हैं। उच्च ऊंचाई वाले पवन संसाधनों पर रेगिस्तानों, दूरदराज के द्वीपों और पहाड़ी चौकियों के लिए विचार किया जा रहा है जहां बिजली लाइनों तक कभी नहीं पहुंचा जा सका था।