科学家设想发电奇招 “巨蟒”向海浪要能量

2009年04月30日  |  22:53分类:关于未来  |  580 次浏览

在全球能源短缺的今天,科学家也在绞尽脑汁,设想了许多非同寻常的发电招数。

道路发电、绿叶发电、体温发电,这些发电方式您可能听都没有听过,但它们却正悄悄走向我们的生活。

“巨蟒”不是真正的莽,它因像蛇一样的外形而得名,它在巨浪中沉浮,可以大量收集能量,并将其转化为电能。

“巨蟒”发电:向海浪要能量

科学家设想发电奇招 “巨蟒”向海浪要能量

“巨蟒”装置

首先充分发挥一下你的想像力,一根巨大的橡胶管———因其像蛇一样的外形而得名“巨蟒”,被安放在辽阔的海面上,一个巨浪打来,它被吞没,但过不一会,它又出现了,短暂的起伏瞬间,连接这根管子的特殊装置已经收集到了可观的电能。

“巨蟒”装置的两端都是密封的,里面装满了水。这种设计可以使其固定在海水表面以下,一端朝向海浪袭来的方向。每次海浪拍打到管子的一端使之受到挤压,在内部形成“激突波”,即内部压力波。激突波在管子里面传动,而引起激突波的海浪则在管外以同样的速度流动,这样就对管子形成了越来越大的挤压,于是激突波也会越来越大。随之,激突波使得固定在装置另一端的涡轮启动,于是电能产生,并通过一根电缆传送到海岸上。一直以来,人们知道海浪能制造巨大的能量但苦于没有途径收集,现在,“巨蟒”或许可以解决这个问题。

我国有高速公路4.1万公里,如果全部应用了道路发电技术,那将会产生多少电呢?

道路发电:1公里发电400千瓦

会发电的公路您可能到现在也没看过。

这条神奇的路是以色列技术研究院下属公司的一个项目,它在普通路面的沥青中植入大量的压电晶体,通过汽车驶过时的压电转换来发电,1公里的路面能产生约100—400千瓦的电力。

科学家表示,理论上,这些植入沥青的压电晶体能使用至少30年,因此,该技术可以用于任何大流量的道路,包括铁路和公路。目前,其路面改造成本约为每公里65万美元,但在大规模生产启动后,造价还能降低2/3。该发电方法的远期目标是,由该系统产生的电力价格能降到每度3—10美分(约合人民币0.2元—0.7元)———非常接近目前的民用电价了,甚至还更低,而且由此带来的减碳效应不可估量,尤其是对我国这种严重依赖煤电的国家而言,更是具有相当的意义:截至2008年底,我国共有高速公路4.1万公里,如果全部应用了此种技术,那么它们一年最多将发电1436亿度。

目前,这种技术已进行了小规模的试验,而大范围的试验将在2010年开始。

绿叶到处都是,可是谁能想到它们也能发电呢,科学家正尝试在房屋周围广泛植树,在墙边种植青萝等,这样,每户人家都将拥有小型发电厂。

绿叶发电:树木也能成电厂

绿叶具有光合作用,这是众所周知的,但绿叶还具有光电效应这个奇特功能,恐怕很少有人知道。

科学家们深入研究发现,当太阳光照射到绿叶上时,绿叶就能吸收光能,并且从水分中夺取电子,这些夺取来的电子不断地自由活动并渐渐聚集起来。如果在这些电子自由活动前就用固定的电流场使他们定向移动,就能形成电子流,这就是绿叶电流。一棵大樟树或梧桐树约有20多万片树叶,每片树叶细胞内部结构中有许许多多的叶绿体。如果将这些叶片摊开来计算,其叶绿体的总面积可达2300平方米,按能量换算,相当于覆盖36亩土地的巨型太阳能转换站,这毕竟还是一棵树,要是一片茂密的树林呢?显然,绿叶的发电能力十分可观。

科学家正尝试把这样的“发电厂”从实验室里搬出来,比如在房屋周围广泛植树,在墙边种植青萝、紫藤、爬山虎等植物,以构成厚厚的多层覆盖的叠式植物群。这样一来,不仅房屋周围绿树成荫,环境大改善,而且每户人家还可以自成体系地建立一个个小型发电厂,这将是世界上真正的无灰、无尘、无污染、无噪音的最富有生命力的新型绿叶发电厂。叶绿体的优点还在于不论春夏秋冬或阴晴雨雪,它都能吸收光能并把它转化为电能。这种奇妙的发电方式无疑将受到城乡居民的普遍欢迎,对于居住在交通不便的深山密林中的人们来说,“绿叶发电”就更是方便实用了。

体温发电很神奇,利用一种能量收集置换装置可将在大楼工作的员工所散发的热量收集起来并置换为电能。

体温发电:办公楼会“吸热”

美国新泽西州电信电话公司不久前设计建造了一座新颖的办公大楼,利用装在楼内的能量收集置换装置将在大楼工作的3000多名员工所散发的热量收集起来并置换为电能,用于照明、电脑办公,甚至调节室内温度,使之保持在18—29摄氏度之间,只有当室外温度降到零下9摄氏度以下时,才需开暖气供热。

科学家们还发明了一种袖珍温差电池,可以将人体的热能(体温)直接转化为电能,继而为小型助听器、微型收音机、迷你电视机供电。这些袖珍家用电器体积小、重量轻、携带方便,不必为其供电而犯愁,因此非常受欢迎。

体温供电手表也在受欢迎之列。手表的表底盖就是一块微型温差电池,手的温度能产生电能推动手表准确地运转起来。

您的运动也可以转化为电能,这种通过走路振动发电的系统可以安装到人流拥挤的公共场所。

运动发电:走三万步驱动火车

美国麻省理工学院的两名学生设计了一种地板系统,可以在火车站、舞厅、商场等人流集中的地方收集人们走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能,并将其转化成电能。他们称这种“发电”形式为“人群电场”。

这种所谓的“人群电场”是由麻省理工学院的两名研究生詹姆斯·格拉雷姆和赛迪斯·朱斯楚克设计的,他们计划将这样一种通过走路振动来发电的地板系统安装到人流拥挤的公共场所,利用这里密集的人流所产生的振动来产生电力。

这种地板系统是由很多木块交错组成的,人们走路时会对地板产生压力,使与木块相连的摇杆也被压下。摇杆从一个方向带动中心轴旋转,从而将机械能转化成电流。当众多行人连续在地板上行走时,摇杆不断被压下,使中心轴不停地转动发电。这种装置安装在大街、商场、火车站等处,所发出的电可以用来照明和驱动电风扇。

根据格拉雷姆和朱斯楚克的实验,通过这样一套系统,每个人每行走一步所产生的电力大约只能支持一个60瓦的灯泡闪一下,但是如果收集28527步产生的能量,就足以推动一辆火车移动一秒。

新闻缘起

一根巨大的橡胶管———因其像蛇一样的外形而被取名“巨蟒”———能为海浪能生产低成本电能过程中遇到的问题提供解决方案。

日前,由于有了英国科学家这项极其简化的设计,海浪能转换机不仅制造和维护费用降低,而且能以比其他海浪能转换机低的成本生产清洁能源,这是海浪能应用增长潜力中的一个亮点。迄今为止.高成本是阻碍海浪能转换机发展的主要障碍之一。

延伸阅读

人体也能发电

血液发电

科学家发现,人类的血液也能发电,因为血液中有一些化学物质,在发生反应时会产生能量,所以可将它转变为电能。根据这一原理,医学专家研制成了一种奇妙的人体生化电池,这种电池体积很小,可以通过手术植入人的血管或内脏附近。它昼夜不停地发电,一点也不影响人体正常的生理活动。现在有些病人因病情需要装心脏起搏器,用这种电池来供电是最理想不过了。心跳发电英国科学家已经成功研制出一款依靠震动发电的微型发电机,未来将可以通过用户的心跳来为手机随时随地充电,还可以为心脏起搏器提供电力。

这种迷你震动发电机的科学原理非常简单,即利用在两个磁铁之间的线圈运动来产生电流。

这种新装置的开发令心脏病患者在更换起搏器电池时可以免于外科手术。科学家们甚至希望能用这种高效发电机为其他各种便携式无线设备供电。在未来,手机用户只要将手机放在心脏附近的口袋中,就可以很方便地为手机充电了。

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