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无叶片风力发电
太阳能也要落伍了,Engadget网站报道称,利用“压电效应”的衣服已经问世,近日在旧金山的2ndSkin展会上,Piezing Dress抢尽了风头,这件MIT的Amanda Parkes设计的衣服就是可以充电放电的衣服。
使用带有压电效应的材质编入衣服材料之内,当我们移动压折或是扭曲到衣服的时候便会产生电流,而这些电流可以储存到衣服里的蓄电池里,以后可以用来给MP3、手机等设备充电……
这真是时代在发展,科学在进步,土里长出啥,谁也保不住。
风力发电在某些国家已经成为获取电力的主要手段,然而巨大的叶片和运转噪声或许还不适合在大都市中安装使用。您看到的这个类似窗户格栅的“拍子”位于荷兰代尔夫特大学内,是该学校研究者最新研发出的无叶片风力发电机,它依赖所谓的静电转换技术(Electrostatic Wind Energy Converter),当风中的正电荷粒子穿过格栅导线便会产生电流。因此,该发电装置不会受外观形状的束缚,而且装配维修也相对容易许多。更多工作原理详情请观看下面的视频
【点此访问官方网站】
噪声发电的原理
一提到噪声,人们往往避而远之.其实,噪声不仅是一种污染源,也是一种能量.噪声具有相当的能量值,如震耳欲聋的喷气式飞机,其噪声达到160分贝,而它的声功率约为10千瓦;噪声达到140分贝的大型鼓风机,其声功率为100瓦.除此之外,汽车、火车、建筑机械等声源产生的噪声也具有相当大的能量.
那么,这些噪声能量能否加以利用呢?回答是肯定的.采用声电转换装置就可以将噪声能量收集起来转换成电能加以利用.最简单的声电转换装置就是我们通常所说的"话筒".话筒可以将声音信号转换成电信号.常用的话筒有许多种,如动圈式、电容式、压电式等.动圈式话筒是依据电磁转换原理制成的,当音圈在环形磁铁的磁场里做切割磁力线运动时,便会产生感生电压.话筒中的音膜与音圈联成一体,音膜在声波的作用下带动音圈一起振动.就会产生相应的电信号.一般来说,这种话筒的效果较好,常用于较高档的设备中.电容式话筒中有一个固定的后极板和一个活动的振膜作为前极板,它们彼此靠得很近,相当于一个小型的可变
电容器.这种话筒最为普遍,因为它价格便宜、体积小巧.常见的录音机内置话筒就是这种.压电式话筒是利用磷酸二氢铵压电晶体的压电效应,使声压信号转换为电信号.
研究中的噪声发电装置其原理也是将声能转换成电能,因此结构上大多类似于话筒,只不过特别增加了声能的收集装置.一般而言,声能发电系统是由声能收集装置和换能器两部分组成.声能收集装置有许多不同形式,例如可以采用霍尔姆兹共鸣器对入射声波进行收集和放大,也可以利用声学晶体共振腔将入射声波驻留.换能器则是实现声能转换为电能的核心部件,根据换能器的原理,和话筒类似,也可以将它们分为压电式、电磁式和电容式等多种形式.
利用交通噪声:
通常,为了减少噪声对市民健康的危害,一些城市会在公路、铁路等哚
声源的两旁安装上隔音屏.但是,隔音屏的效果并不理想,因为它们只能阻挡哚声向周边扩散,而不能有效消除噪声.为此,英国剑桥大学研究人员对隔音屏进行了研究.结果发现,当噪声冲击隔音屏时,隔音屏会产生轻微的振动,从而产生危害性更大的次声波.
2009年,韩国研究人员利用剑桥大学的研究成果,并利用人耳吸收声波的原理,制造出了仿照人耳吸收声音的鼓膜噪声发电机.研究人员将这种发电机命名为"声雷".它的外形像一个盒子,长宽各45厘米,厚8厘米,质量为7千克.发电机内储存有碳酸盐、丙烯腈等化学物质,可以将噪声冲击波造成的仿生鼓膜的振动能转化为化学能储存起来,当它与电器相连时就可释放出电能.
"声雷"发电机可以利用带状的电源线相互串联在一起,也可以按照需求进行组装,尽可能地吸收更多的噪声.它们就像是一些特大号的电池一样,在需要的时候可以释放出电能,为手机、电视机和笔记本电脑等电器供电。显然,把装有这种“声雷”发电机的隔音墙建在公路、高铁两侧,既能吸收交通噪声,又能将噪声能转化成电能,满足公路、铁路照明灯、信号指灯的用电需要。
利用机场噪声发电
众所周知,机场的噪声很大,尤其是在跑道附近。为此,台湾设计师周宏威设计了一款利用飞机起降的巨大轰鸣声来发电的跑道指示灯。指示灯内部设有专门的噪声发电装置,能将飞机起降的噪声转化成电能供指示灯发光。在指示灯底部有一个三角支架,可以防止雨水的侵袭,还可以方便工作人员检修。指示灯的外部还设有一个小的显示屏,显示指示灯的一些资料信息。
随着社会的高速发展,噪声污染势必成为我们无法回避的问题。如果能够将控制哚声和利用噪声的各项措施巧妙地结合起来,可能会取得意想不到的效果。噪声发电就是一项有益的尝试,它开辟出一种另类的新能源,可以补充日益匮乏的能源。不过,噪声发电的应用在技术方面尚不够完善,而且存在高投入低产出的问题等,有待研究人员进一步完善。我们相信,只要积极探索,不断攻克难关,一定能够化害为利,迎来噪声发电的美好明天。
近日,在中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士的领导下,由博士杨进、陈俊等组成的研究小组首次实现了利用摩擦效应的高效能声音发电。相关研究日前发表于《ACS纳米》。
声波无处不在,若能将声能加以收集并利用,将能够获得一种崭新的、可持续的能量源。然而,目前用于收集声能的压电和静电效应技术,存在能量转换效率低、结构复杂和对材料品质要求高等缺点,并且大多数器件的工作频率较高,而日常生活中使用的声源则主要包括低频成分,从而使得现有技术和器件未得到真正应用。
为此,研究人员将镀有金属电极的聚四氟乙烯膜(Teflon)和具有孔洞结构的金属电极膜贴合在一起,构成摩擦电纳米发电机,然后将其用于声转换敏感单元。
研究人员介绍,聚四氟乙烯膜轻薄且具有弹性,能够在实现对环境声压变化敏感响应的同时,与金属电极膜产生不同程度的分离与接触摩擦,造成表面摩擦电荷与感应电荷之间的平衡关系发生变化,从而驱动电子通过外电路发生转移,即形成电流,实现从声能到电能的转化。
实验结果表明,当声压在70~110分贝范围时,器件声响应灵敏度达9.54伏/帕,峰值功率密度为60.2毫瓦/平方米,声电转换效率大于50%。声音驱动的摩擦电纳米发电机可以同时点亮20个LED灯。
业内专家认为,该研究结果在环境声能量高效采集、噪声抑制以及声传感探测(如航空动力声传感、军事侦察以及个人电子设备)等领域有广泛的应用前景。整个器件的制造工艺无须昂贵原材料和先进制造设备,有利于大规模工业生产和实际应用,且整个器件以柔性聚合物膜为基本结构,易加工;器件的使用寿命长,易与其他加工工艺相融合。
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