现风力发电方式，多为水平轴和垂直轴两种，它们各有优缺点，现我国在开发风力发电技术模式上，基本仍在水平轴和垂直轴的技术框架内，无法有新的飞跃。检索风力发电发明专利，以垂直轴方式的据多，大部分专利技术只是在垂直轴上的捕风风车叶片进行创意，一机一塔，尽管构思各异、形状灿烂，但没有本质变化，也没有在行业内形成标准化、系列化，在投资成本、风能转换效率上和水平轴没有明显的提高。

许多风力发电专利在创意上采用聚能效应的技术，随便查阅一下，发现采用这种创意的风力发电专利技术竟有几百之多，而专利人对自己的这种聚能发电技术十分自信。聚能技术实际上就是应用流体的狭管效应，这种技术在日常生产生活中应用较多，在风力发电专利的创新性上没有大的进步。

聚能技术应用在风力发电上有很大的局限性，其一是修建聚能设施将大大增加投资额度，二是聚能设施多为固定在地面上，聚能设施进风口难以随风向改变而改变，有效利用风能将大大降低，三是修建的聚能设施多在地面，而风能则是越高处风力越大，目前世界上也仅有少数几个小型风力发电机采用环形口型聚能技术。从风力发电技术发展上看，聚能类的风力发电技术难有较大的作为。

现在在世界范围内，对于风力发电的模式也不乏有惊人的创意，因高空的风力强劲且稳定，发明的有高空风力发电、风筝发电、美国“空中的蛇”等风力发电，这些发电构思给人以良好的启迪。这些高空风力发电主要有两种发电模式，一种是风筝式，利用风筝的空气升力原理将发电设施升到高空，另一种是利用比空气轻的气球将发电设施带到高空，这两种发电方式虽然可以利用高空风力，但由于目前的控制高空稳定的控制系统并不成熟、高空系留缆索的高强度轻质材料也并未解决，故到目前为止，还没有一个投入商业运行的高空风力发电项目。

有没有更好利用风力效率的风力发电技术呢？

一个风力发电场（假设风向固定），在迎风处安装一排风力发电机，此排风力发电机利用风的效果最好，但由于这排风力发电机叶片不能完全覆盖正截面的所有面积，再者涡轮风叶片也不能全部利用所扫过的风能，所以在这排风机后面仍然可以布置大量的风力涡轮机。我们常常会看到一个风力发电场会不规则的布置数十座涡轮风力发电机。

假设一个风力丰富的地区建一座风力发电场，风向多为同一方向（我国北部、西北部常年多刮西北风），在风力场两边各架设一座高塔，在两座高塔之间拉一根主缆索（如果风力场两边有山体，则可在山体上直接设地锚架设一根主缆索），若在这根主缆索上安装捕风风叶和风力发电机，岂不可以省下大量的风力发电机塔架。

最新的风力发电发明技术已经将这一设想变成了可能。

这种新型风力发电装置，具有很好的新颖性，其工作原理：

将多个子发电系统逐个串联在这一根主缆索上，一个子发电系统中的两个完全相同的风车风扇、电机反向安装，两电机由刚性套筒连接，同时平行于主索安装一根副索，副索与主缆索上的每个子发电系统采用刚性连杆连接，故副索受风力吹动时不会与主缆索发生缠绞现象。子发电系统构造详见图1、图2、图3。

一个子发电系统工作过程：

当风吹向风车时，风车风扇开始旋转，由于两个风车风扇安装完全相反，所以其旋转方向相反。

其中一个风车风扇带动齿轮，再经过风扇齿轮和发电机齿轮组合变速，经发电机齿轮连杆轴增速传动给发电机转子旋转发电，而另一个风车风扇同样的原理传动另一个发电机转子旋转发电，由于两个风车风扇旋转方向相反，所以其带动发电机转子旋转的方向也相反，而两个发电机的旋转速度、输出功率相同。

一个风车风扇叶传动一个发电机转子旋转，会产生一定的力矩，而另一个风车风扇叶传动另一个发电机转子旋转，会产生同样大小的力矩，因旋转方向相反，所以力矩方向相反。两个发电机由刚性套筒相对应的固定连接，故两个大小相等方向相反的力矩在刚性套筒上相互抵消。

发电机发出的电经电缆输出，电缆则沿着刚性连杆、副索引到地面变压基站，进行整流、升压后向电网输送电力。

对于一个子发电系统来说，两个风车风扇、发电机转子旋转的方向相反，力矩相互抵消，不会给主缆索带来扭矩，在风力的吹动下，子发电系统旋转发电，主缆索均只承受重力、风力，有一定的顺风力侧向倾斜，所以其子发电系统、主缆索是稳定的。

主缆索两端分别连接到固定的高处，虽然总体上看，主缆索受重力、风力的作用而是弯曲的，而子发电系统所占位置不大，对一个子发电系统来说，主缆索可以视为一个直线的刚性主轴，对风车风扇旋转没有影响。

一条主缆索上有多个子发电系统，每个子发电系统传给主缆索的合力可视为静压力，主缆索只要有足够的强度，就可以维持整个发电系统的稳定。

串联的风力发电机工作时所受的重力、风推力等均只转化为缆绳的拉力，一根缆绳上的风力发电机数量相当于普通一个风力发电场的数十台风力机，与传统的风力发电机相比，优势十分明显。一个电站几乎可视为于建在一根缆绳上，所以这个技术可以形象的成为建在一根缆索上的电站，即拉一根缆索，建一座电站。

目前风力发电机因受塔架、叶片材料及形状、风力影响等限制，无法将单机容量做得更大，而且运输及安装也极不方便。现如果采用这种缆式风力发电装置，就可以根据地形和投资额度，可做大或做小，因这种风力叶片可以做成凹面方形的，不必做成细长条形，所以用目前的材料，可以做出更大的叶片面积，一个子发电系统会比一个传统的风力发电机装机容量做得更大。在运输时，叶片也可分体运输，吊装时，可以利用缆索，自行吊装。

由于该风力发电技术只需两头固定，两端可以固定在高架或高山上，故风力发电机可以建的更高，能很好的利用高空强劲的风力。该技术为串联式发电方式，对顺轴向的风向风能利用率不高，但非常适合在有峡管效应的台湾海峡、西北风向稳定的两山峰之间、海上、草原上等风力丰富区域。

这种缆式风力发电装置还可以开发成水流、洋流发电模式。

当今社会要实现经济可持续发展，减少温室气体的排放量，能源选择最好是低碳甚至无碳无污染的绿色能源。在大陆岸边的许多海面上，有许多规模巨大的川流不息的滚滚洋流，洋流蕴藏着巨大的能量。如在台湾东部有一条太平洋洋流--黑潮，黑潮宽度约110至150公里，在流经台湾时非常接近陆地，黑潮距离台东约20余公里、距离绿岛则约3公里，平均流速为1m/s左右。在我国的沿海地区，也有相当丰富的洋流资源。如果将这些洋流能量转化为清洁的电能，无疑是对社会的巨大贡献。而且用洋流发电不必像潮汐发电那样需要修筑大坝, 担心泥沙淤积, 也不像波浪发电那样电力输出不稳定。

目前世界上利用海洋发电主要有：海水渗透压、盐差发电、温差发电、倒风车式、潮汐电站、花环式、降落伞式、水蟒或水蛇式等方法来发电。其中倒风车式、花环式、降落伞式是利用洋流来发电，因这几种洋流发电模式本身的局限性和海水对发电设备的腐蚀性，目前投入商业运行的洋流发电站并不多。

前面介绍的缆式风力发电装置可以发展成为一种全新的洋流发电模式。

在靠近陆地附近的洋流（海流）地方，可以垂直于洋流流向间隔一定距离并排设置十多条浮船，浮船为半潜式，浮船前面由钢索锚固牢固，浮船后面伸出一截牵引钢索。然后平行于十多条浮船架设一条长长的主索（及副索），这条主索分别由浮船后部伸出的牵引钢索固定，然后在这条主索上安装水下叶片和水下发电机，安装的水下发电机和上面介绍的“缆式风力发电装置”发电机类似，和风力发电原理相同，一条主索上可以串联安装数十甚至上百台水下发电机。具体详见下“新型风力发电装置开发成洋流、河流发电模式”及“新型风力发电装置开发成洋流、河流发电的工艺图”。

这种建设这一个洋流发电站，有很大的优势：

1是洋流蕴藏的能量十分庞大，这种发电模式可以开发成巨型叶片，从而可以建成巨型洋流发电站，一根缆索上安装的洋流发电机装机容量可以达到上百兆瓦；

2是由于洋流流向、流速稳定，发出的电能也十分稳定，不需要蓄电池等昂贵的储能设备，每台发电机利用率几乎可达100%，且一直会恒定出力；

3是串联在主索上的发电机在海面以下，带拉稳定主缆索发电机的是半潜式浮船，大风对它们没有影响。遇到巨浪时，巨浪经过半潜式浮船时，浮船会潜入浪中，浪过后，半潜式浮船恢复原样，其余设施均在海面以下，所以大浪也不会对该发电站产生较大的影响；

4是串联在主索上的叶片呈凸面，为阻力型叶片，在水下运行缓慢（传动齿轮需外壳），对海洋生物不会造成任何影响，所以十分环保；

5是该类发电机构件较少，结构可靠，和海水接触的设备主要有钢索、叶片、发电机刚性套筒、浮船、电缆等，这些设备构件简单，十分利于抗海水的腐蚀性。

6是所有的构件均可在市场上购买，建设一座缆索式电站周期很短，投资效益可以在短时间内实现。

同样的，安装数十条主索，在主索上建设此类洋流发电站，应用在洋流丰富的海域，将成为最简捷的电力收割场。

在我国许多的河流中，有部分是没有通航要求的，且水流量较大，河水较深的河段，也可用此类技术开发成河流水力发电站，建设这样的发电站，不用移民，不用建水坝，对环境没有影响，可以较快的开发出来，但因河水的流量不大，发电量也不大，比较适合中小企业开发利用。

这种缆式发电装置，无论开发成风力发电或洋流发电，都是利用自然界取之不尽、用之不竭的真正绿色环保可再生能源，是无污染、无碳、无排放能源发电技术，可以做到一次投入，终身受益。