绝了 |中国发明帮谷歌解决了海上数据中心供电问题

这两艘船体结构基本相同，每个集装箱都有很多独立窗口，此外其中还有一个比较特殊，采用了45°的倾斜设计，如下图。

当然，这两艘船必须停靠在港口，粗大的电缆为其供电。可再生能源的是谷歌解决船上数据中心供电问题的新思路，为此，谷歌研发了一款能为数据中心发电的“ 风筝 ”（相传风筝是由中国春秋战国时期的墨子发明的）。

Google 的远洋数据中心设想

去年，有人发现 Google 在专利服务机构 Patent Yogi 注册了一项名为“机载船舶电源推进风筝”的专利，翻译成人话就是——一台驱动船只的风筝发电机。

在飞行机翼下挂载转子和旋转叶片，通过导电系绳将飞行的涡轮机与 Google 的“远洋船舶”连接，利用其飞行时产生的动力来推动船只的前进。

这项专利的持有者是 Makani Power 的工程师，该公司于 2013 年被 Google X 实验室收购。谷歌 开始制造发电风筝，这一脑洞大开的设想已经经过了验证。

Google X 的Makani风机

这个名为“Makani”的风力涡轮机看起来就像一架风筝飞在空中，通过高强超轻碳纤维绳索系在地面塔台上。每架风筝约 25.6 米长，配有 8 个螺旋桨，发电容量为 600 kW。当风筝飞上空中后，会以在空中绕大圆圈的形式来推动风力涡轮发电，风筝最高可上升至约 426 米的高度。

“机载船舶电源推进风筝”的专利

不过，Google 的主要意图是将该发电系统所产生的电力用来运行大规模服务器，并对其实施降温。 据 Google 透露，他们每季度光是服务器的电费就达到了数十亿美元，数十亿美金啊！这个“风筝”发电机能为 Google 节约大量电费。

Altaeros Energies 的空中甜甜圈

数据中心的电力需求量巨大，通过风力发电是否能满足海上数据中心的需求？

其实“风筝发电”的概念最早由美国科学家劳埃德于上世纪 80 年代提出来的。

其原理简单来说就是，当筝面垂直于气流时，拉力拖动绳索驱动地面上的卷扬机做功发电；当筝面平行于气流时，卷扬机倒转拉回风筝，由此风筝反复做功发电。

在可再生能源发电里，风能的转化效应最高，风速越高风电场就能收获越多的能量。风能与风速的 3 次方成正比，就是说风速加倍，风能大 8 倍。 一项研究显示，全世界只需要大约 4 百万个风车，就能根本解决能源问题。

两年前，麻省理工学院的研究机构 Altaeros Energies 设计了一个甜甜圈一样的空中发电系统，他们将风力发电机与扇叶藏在这个氦气球里。

这套系统完全不受塔柱甚至是缆绳的限制，漂浮技术能汲取空中更稳定的风力，发电机位置和用电位置可以机动调度，完全可以在临时性工程、偏远矿场、军事基地、救援抢灾等活动中。

如果能像 Google 气球一样，使用 AI 来操控，复制能力和成本都会下降。这个项目得到了日本软银的 700 万美元投资。

当下阶段，风筝发电的成本还是比较高的。拿麻省理工的项目来说，每度电的成本是 18 美分，而美国西部陆上风力发电成本已经降到了 5 美分。

不过由于输配网络成本因素，实际电费可以高到 25 美分，这个项目显然很有竞争力。另一方面，产业规模、技术进步等因素都可以促进成本下降。

第二个问题是，风筝发电会占用空间，干扰民航航线。根据计算，每一立方公里空间中能产生风能 1,000 兆瓦，如果能有效划定禁飞区，依然能生产更多的电量。

瑞士科技公司 Twingtec 创造了一款名叫 twing 的无人机，它抹平了风筝和无人机的界限。 不过这个风筝并不是老爷们儿乘风玩耍的，是为了获取风力来发电。

twing 无人机在设计的过程中借鉴了风筝的原理，通过一个被称为 TT100 的传输系统连接到地面。这个链接绳一方面是让风筝有足够高的飞行高度，一方面将转化的电力并网输出。

空基发电技术可以分成有两大类，一种是发电机留在地面，只用缆绳把机械能从空中传下来，这就是 twing “风筝发电”的思路。

另一种是直接把发电机带上天再把电能用电缆传回地面，需要把笨重的发电机带到空中，技术突破比较困难。