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太阳能装置已受到越来越多重视环保的个人和组织的青睐,不过其蠢笨的外形通常欠缺美观性。那么,你想没想过,太阳能装置可以是彩色的?
在10月20日开幕的荷兰设计周上,设计师Marjan van Aubel推出了一个特别的温室装置Power Plant。它的一大特色是内置的红蓝两色LED照明系统。
van Aubel发现,蓝光的波长为425至450纳米,可以刺激植物的营养阶段,红光的波长为575至625纳米,可以促进开花。在色光的帮助下,作物的产量能达到传统种植的5倍。
越来越多的设计师发现颜色不仅有美观的作用。丹麦建筑事务所BIG和意大利照明品牌Artemide今年合作推出了一款能变色的灯具,它可以将光线设置在不同的温度,散射出红色、白色或蓝色色调,营造宜人的氛围,同时也有助于植物的光合作用。
但从产品本身来讲,它依然没有脱离装饰的主要作用。自称为太阳能设计师的van Aubel则希望把自己所掌握的太阳能技术和对颜色作用的理解结合起来,利用好的设计,把节能的概念推广到室内设计中,创造出新的价值。
Power Plant这个透明的楔形装置,就利用整合其中的太阳能技术,实现了装置表面吸收和储存能量的最大化,并将其用来控制温室内的气候环境。
太阳能还能为装置内设计的水培系统提供能量,持续循环供给作物生长所需的营养水源,相比传统的土壤种植,能节约90%的用水。整个系统完全自动,也无需任何外部的能源供给,这在全球还是首创。
全球人口的持续增长为粮食供给带来新的压力,新技术让农业变得更高效,但同时也需要耗费更多的能源。van Aubel开发Power Plant的初衷就是希望找到一个能同时解决粮食和能源问题的办法。“地球每小时获得的太阳光照足以支持全球一年的用电量,但我们并没有很好地利用这些资源,Power Plant只用到了太阳能,便能显著缓解人类当前面临的两大难题。”van Aubel对《第一财经周刊》说。
在她的设想中,这个温室装置除了可用于那些传统环境下不适合农业种植的地区,更明显的优势是可以灵活地安装在城市内。到2050年,全球预计将有25亿人生活在城市中,通过在建筑物楼顶搭建Power Plant,能减少食品在供应链环节的能源消耗,让城市居民能就地种植就地消费。
2015年,van Aubel还推出了一款钢架结构的餐桌,桌面的橙色条纹搭配让它看起来极具摩登感,而与传统餐桌最大的不同是它是一张可以充电的桌子,桌面是一块巨大的太阳能面板,桌角的一侧设有USB接口,平均每天可以维持三台手机和一台iPad、或一台台式电脑和一台手机的电量。
这个桌面使用的是一种名为颜色敏化的太阳能电池,也就是说在颜色的帮助下,它不需要太阳的直射也能存储电量。“传统的太阳能电池你必须把它装在屋顶才能发挥作用,我希望开发出一种能融入日常生活的太阳能电池,把它放在家中你也不会感觉到它的存在。”van Aubel说。
这种太阳能电池的原理和植物的光合作用类似,染料是太阳能电池的光活性材料,它能够对光照产生反应,发生化学或物理变化。颜色可以帮助颗粒吸收环境光,然后便能释放电子,形成电流,并储存在电池中。因而,桌子不需要被放在户外接受太阳的直射便能生成电能。
不同的颜色可以生成不同水平的能量,其中橙色的效果最佳,蓝色的效果最差,所以这款桌子选择橙色并非出于装饰考虑,而完全是技术所需。
不过,这种颜色敏化太阳能电池的开发还处于非常早期的阶段。若要保持最佳的充电效果,最好还是将桌子放在阳光照射充足的房间内,相比传统的太阳能电池,它受漫射光线或是云层阴影的影响会更小,也就是说,即使在多云的天气状况下,颜色敏化太阳能电池依然能收集储存太阳能。van Aubel还为它开发了一个App,用户可以在App上查看桌子存储了多少电,并测试它在哪种环境下储电效果最佳。
利用同样的原理,van Aubel还开发了能充电的窗户,它由一组带颜色的玻璃组成,内部安装了颜色敏化太阳能电池,窗框上安有USB接口。产品发布时,van Aubel在倫敦一家画廊举办了为期10天的展出,画廊的一面外墙换上了这种新式窗户,路过的行人可以随时为他们的手机充电。
早在2012年,van Aubel在做英国皇家艺术学院的毕业设计时,就推出过一套由杯子、盘子和其他零碎物件组成的餐具,每件餐具都是一个小型的太阳能面板,使用时吸收光能并把它转化储存为电能,当它们被放回橱柜里时,就是一个纯粹的电池。不过这些物品的表面积太小,能储存的能量有限,因此van Aubel后来将主要的研发精力放在了表面积更大的物品上。
比如前面提到的桌子,它的表面有很大一部分不会被用到,可以改造成一个独立的能量源。van Aubel认为相比普通家庭,在拥有大量桌面的办公室里采用这样的技术,节能的潜力还会更大。
“虽然当前太阳能面板的效率有了显著提升,成本也降了下来,但最大的问题是,它们还没有被整合到人们的生活中,没有人喜欢家里装上一个丑陋的东西。人们装太阳能面板通常是出于对环境的负罪感,但不应该是这样的,让太阳能变得足够吸引人才是抵抗气候变化的最佳办法。”van Aubel说。
为了开发和量产这些具有设计感的太阳能产品,van Aubel成立了一家公司,并取名为Caventou,致敬法国化学家Joseph-Bienaime Caventou,后者分离并命名了叶绿素,这是一种参与光合作用的绿色色素,van Aubel使用的颜色敏化太阳能电池正是参考了这个原理。
van Aubel的设计在伦敦维多利亚和阿尔伯特博物馆、设计博物馆等全球顶级博物馆中都曾展出过,并被纽约现代艺术博物馆收录为永久展品的一部分。更多的公司也开始与她合作,比如在施华洛世奇的支持下,她把水晶以特定的角度切割,使光能以更强烈地聚焦在太阳能电池上的方式折射,让太阳能电池发挥最大的效率。
van Aubel相信,随着太阳能技术的进步,会有越来越多的物体可以被用来存储能量,她的理想是把家庭室内的所有表面都变成能量源。
“你当然不想住在一个完全由玻璃组成的房子内。现在我还在测试其他的材料,比如布料,或许你将会看到由它们制成的新型太阳能面板。”van Aubel说。