真稀奇!这样也能发电

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  电在生产生活中须臾不可离,随着电气化技术高度发展,形形色色的电器遍布各种场所,用电量也越来越大。为此,人们在追求最大供电量的同时,更加着眼于环境友好和资源节约。因此,创新发电方式显得尤为重要。
  踩在脚下的发电厂
  英国伦敦伯德街,店铺林立,人流如潮,犹如北京的王府井大街和上海的南京路,十分繁华、热闹。为了给人们提供最具创新性的购物体验,进一步招徕顾客,一些商家一起合作将这里打造成世界上首条“智能街道”。
  人在街道上步行,踩到地上的踏板,每一步最多可产生7瓦电力,可为街道两旁的路灯和商铺供电。原来,路面之下安装着许多小小的发电机,踩到上面,电机就获得动力,从而运转起来,将电流输出来。这种发电原理跟无电池手电筒一样,不断按压手柄,电机运转而发电,灯泡就亮了;按压停止,电机失去动力就不再发电,灯泡随之熄灭。
  握在掌心的干电池
  人体就像会走路的100瓦灯泡,每时每刻向外释放热能,可是,这些能量都给白白浪费掉了。既然如此,何不直接用人的体热来发电呢?
  加拿大15岁的女学生,利用热电效应发明了一种电池。这种电池内部只有线路,没有像干电池中的化学物质。只要握在手掌心,吸收人的体热,就能产生电流,可随时为随身携带的小电器供电。
  所谓热电效应,也叫“泽贝克效应”,具体地说,就是两种不同的金属连接起来,构成一个闭合电路,如果两个连接点的温度不一样,就能产生微小的电压,温差越大,形成的电压就越大。
  当握着这种电池时,温暖的手掌就给外壳加热,而内部是空心的,空气在里面对流,使之受到冷却,从而形成内外温差。当这种温差超过5℃,就足以让热电材质发电,足够手机或手电筒使用。
  以往的随身捏握发电器,是用手的握力驱动一组小飞轮转动来发电,不但分量重,工作时机械的吱嘎声也很恼人。这款供电装置,完全避免了这些缺点。一旦停电时就不用找电池,人体自身就是电源。
  覆在伞上的电池板
  太阳能发电虽然很环保,但致命缺点是,必须靠天吃饭。在阴雨天,发电量几乎为零。对此,我国科学家通过大胆革新,使太阳能电池板在下雨天,照样发电不误,并且发电量不低于大晴天。所以,这套设备可同时利用阳光和雨水来发电。
  这种太阳能电池覆盖在屋顶,既可遮阳,又可挡雨,等于给房屋支了一把伞。所以,我们可以形象地把这种雨水、阳光两用发电设备,称为覆盖在伞上的电池板。
  雨水并不纯净,含有各种不同的盐类,这些盐由阴离子和阳离子构成。如果在太阳能电池板上覆盖一层薄薄的石墨烯,则有大量的电子在其表面移动。当雨水滴在上面后,石墨烯中的电子就吸引雨水中的正电荷,如钠离子、钙离子、氨离子等,这样就会导致表面的正负电荷分层排列,从而形成了电压。只要电路接通,就有电流输出。
  由于石墨烯层是透明的,几乎不会对太阳光入射产生影响,所以不会影响太阳能电池板的正常工作。
  覆在桥身的供电站
  桥梁一般暴露在山川之中,时刻接受阳光照射和大风吹拂,蕴藏着无穷无尽的绿色能源。对此,意大利建筑设计师提出了建造发电桥的设想,利用桥梁独特的地理环境和明显的高度优势,收获太阳能和风能。
  桥面不再用沥青铺设,而是用密集的太阳能电池板代替,电池板上面覆盖着一层经久耐用的塑胶材料,能够承受车轮的辗轧和摩擦,确保电池板不会受损。一个中等桥梁的太阳能发电量每年大约为1120万千瓦时。同时,在桥身的空隙安装一定数量的风力涡轮机,每年可发电3 600万千瓦时。两者加起来相当于一个小型水电站的供电量,可满足15000个家庭的用电需求。
  如果是架在江河上的桥梁,还可以在桥墩之间的疏水口处安装涡轮机,利用水流发电,等于在桥下建起水电站。这样,让桥面、桥身和桥墩全部供电,整个桥梁相当于一个立体发电站,可以充分利用自然界的各种能源。
  把发电设备和交通设施融为一体,再不单供人车通行,大大提升了桥梁功能。更重要的是,省去了独立电站所必需的场地、塔座、支架等基本设施,能节约大量资源。
  当然,这项奇特设计的技术支持还很欠缺,目前只停留在纸上,要付诸实际行动还存在诸多困难。
  挂在树梢的发电机
  站在街道或广场,感到没有一丝风,可抬头看见树叶却在抖动。由此,人们自然会想到,把风电设备挂在高高的大树上,就能持续工作。可是,不是需要供电的所有地方都矗立着大树。于是,法国一个工程师研发出一棵人造风力发电树。
  把这种近8米高的风电树“栽”到院子、房顶或街道,既可遮阳,又能为电器或路灯供电,发电量是传统风力涡轮机的2倍。不管什么风向,只要风速达到2米/秒,人造树叶内的小叶片都可正常運转,输出平稳的电流,并且不会产生噪声。
  如果每天的风速平均达3.5米/秒,风电树的发电效率就会显著提高,如果投入商业运营,就能获得可观利润。研发者坚信,将来有一天会研发出一种完美风电树,与节能建筑融为一体,充分利用建筑物和街道附近的气流发电,而且采用特殊的材料作树根,能够吸收地热,树皮则覆盖着感光细胞,能储存太阳能,最后把这些不同的能量都转化为电,让树的全身各个部位都发电。那么,这样一棵树就可满足一辆电动汽车的用电需求。
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