振動發(fā)電機(jī)

英國的工程師們已經(jīng)為一種新穎的微型發(fā)電機(jī)申請了專利并正在生產(chǎn)評估樣品。這種簡單的振動發(fā)電裝置可以代替電池或硬線電力供應(yīng)設(shè)備，從而為數(shù)以百萬計用在石油和天然氣行業(yè)的無線傳感器提供電力，提高可靠性并最終節(jié)省數(shù)百萬美元。

英國南安普敦大學(xué)下屬Perpetuum公司稱其研制的振動發(fā)電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設(shè)備替代品。這種微型發(fā)電機(jī)利用精心設(shè)計的共鳴磁鐵和線圈布置將機(jī)械振動轉(zhuǎn)化為電力，從而為整個無線傳感系統(tǒng)提供動力。產(chǎn)生的電力足夠通過多種無線網(wǎng)絡(luò)為幾個低能耗無線傳感器提供電力。

讓汽車在耗能的同時也能產(chǎn)生新的能量，以色列科學(xué)家找到一種利用汽車運(yùn)動讓街道和公路發(fā)電的方式。這項(xiàng)技術(shù)的奧秘在于路面下鋪設(shè)了一種特殊的材料——微型壓電晶體，這種壓電晶體在受到擠壓變形時會產(chǎn)生少量電量(相當(dāng)于將等量的正負(fù)電荷分離，出現(xiàn)了電壓)，而當(dāng)成千上萬個壓電晶體被植入公路表面時，公路便可產(chǎn)生巨大的電能。

在最近進(jìn)行的一次實(shí)驗(yàn)中，因諾瓦科技公司的研究人員讓一輛貨車駛過道路，鋪設(shè)在路面下的發(fā)電設(shè)備便開始工作，產(chǎn)生的電流成功地把燈泡點(diǎn)亮了。研究人員還表示，這種發(fā)電系統(tǒng)的具體發(fā)電能力取決于路面上通行車輛的數(shù)量、重量和行駛速度，理想情況下每公里路段每小時的發(fā)電量可達(dá)400度，足以供應(yīng)800戶人家的日常用電需求。

由于這項(xiàng)發(fā)電技術(shù)不產(chǎn)生任何額外污染，且植入瀝青內(nèi)的壓電晶體的使用壽命一般可達(dá)30年，路面改造成本也不是很高，所以開發(fā)前景廣闊。近年來，許多國家開始關(guān)注并投入于類似技術(shù)的研究。

美國科學(xué)家曾在都靈火車站進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他們制造了一個發(fā)電機(jī)原型，利用人的腳步移動發(fā)電。他們表示，相當(dāng)數(shù)量的人的腳步移動足可以產(chǎn)生牽引一輛火車的電量。

全世界第一家通過跳舞發(fā)電的迪廳在荷蘭鹿特丹開業(yè)。在這家名為“瓦特俱樂部”的迪廳，舞池中大約1/3的用電是跳舞的賓客們自己制造的。

2009年7月10日，坐落在倫敦繁華的國王十字大街的生態(tài)環(huán)保夜總會將開張納客。環(huán)保夜總會提供有機(jī)飲料、選用可回收餐具、在衛(wèi)生間安裝水循環(huán)系統(tǒng)以節(jié)約用水，最具創(chuàng)新的是它有一個會發(fā)電的舞池。當(dāng)年輕男女在舞池中盡情揮灑青春之時，地板可以將人們隨音樂舞動而產(chǎn)生的能量通過地板下面的彈簧和一系列發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化成電能儲存在充電電池中，據(jù)說采用這套裝置，理想情況下可以解決夜總會60%電力需求，舞迷們在狂歡之余也為環(huán)保“踩”出了積極的貢獻(xiàn)。

日本的音力發(fā)電公司也開發(fā)出一種“發(fā)電地板”。在2008年圣誕節(jié)前夕，研究人員在東京涉谷火車站的人行道上鋪設(shè)了四塊地嵌板。當(dāng)行人從上面踩過時，嵌板就可以進(jìn)行發(fā)電，并為圣誕燈飾提供電力供應(yīng)，據(jù)測定，平均每個人從45平方厘米的地板上走過兩次就可以產(chǎn)生0.5瓦·秒的電能。同時旁邊還有顯示累計產(chǎn)生電能的電子屏。

音力發(fā)電公司還打算把震動發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到日常生活用品中。比如他們正在與一家著名的運(yùn)動服裝制造商共同研制一種內(nèi)置震動發(fā)電機(jī)的“發(fā)電鞋”。人們穿上“發(fā)電鞋”走路時，順便還能給隨身攜帶的音樂播放器和手機(jī)充電。

美國密歇根大學(xué)的科學(xué)家們近日開發(fā)出一種微型發(fā)電機(jī)，可以通過車輛移動、工廠作業(yè)和人類運(yùn)動等產(chǎn)生的隨機(jī)振動產(chǎn)生出足夠的電能，可為手表、心臟起搏器和無線傳感器等設(shè)備提供能量。據(jù)悉，研究者已經(jīng)建立了三個原型，第四個原型即將出爐。

其中的兩個發(fā)電機(jī)原型是通過電磁感應(yīng)來完成能量轉(zhuǎn)換的，電磁感應(yīng)是通過將線圈放置在一個變化的磁場中產(chǎn)生的，這個過程和大型發(fā)電廠的大型發(fā)電機(jī)類似。微型發(fā)電機(jī)體積只有一立方厘米。這臺最新穎和最小巧的設(shè)備采用壓電材料制作而成，當(dāng)壓電材料受到壓力時，會產(chǎn)生電荷。這種特性已經(jīng)用在基礎(chǔ)設(shè)施的安全監(jiān)控上。這種發(fā)電機(jī)在將來可以用來為大橋感應(yīng)器供電，大橋感應(yīng)器在人類的眼睛可以發(fā)現(xiàn)問題前，可以用來對裂縫和侵蝕問題提出警告。

研究者稱，利用人類身體的獨(dú)特振幅，這臺微型發(fā)電機(jī)就可以產(chǎn)生0.5毫瓦的電能（500微瓦），這些能量足夠用來驅(qū)動手表，手表驅(qū)動只需要1到10微瓦之間的能量。這些能量還可以驅(qū)動心臟起搏器，它需要10到50微瓦的能量。研究者希望微型發(fā)電機(jī)得到廣泛運(yùn)用。研究者噶爾謝夫說：“這種發(fā)電機(jī)最終的目標(biāo)是能夠運(yùn)用在各個方面，例如遠(yuǎn)程無線傳感器和移植手術(shù)式醫(yī)療設(shè)備。這種發(fā)電機(jī)具有很長的使用壽命，可以用在更換耗盡的電池非常昂貴的地方，以及用在更糟糕的地方，那就是必須通過連線來為傳感器提供電能?！?/p>

Roberts說：“雖然我們知道振動發(fā)電機(jī)的原理已經(jīng)很多年了，而在石油行業(yè)無線傳感器方面的進(jìn)步真正給了我們開發(fā)具有市場價值產(chǎn)品的動力。停機(jī)期間的費(fèi)用——如海上石油生產(chǎn)平臺——是巨大的，所以操作者們廣泛利用傳感器以確保及早（在引發(fā)故障之前）發(fā)現(xiàn)破損和潛在問題。在石油行業(yè)，一般來說，安裝一個硬線傳感器大約要花費(fèi)3萬美元，所以你可以正確鑒別為什么使用無線傳感器是如此大的進(jìn)步?！?工廠負(fù)責(zé)人利用加速表和溫度計來監(jiān)測發(fā)動機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、泵和壓縮機(jī)等設(shè)備的軸承和轉(zhuǎn)子。溫度升高或不正常的振動表明存在最終可能導(dǎo)致機(jī)器故障的缺陷。通過對機(jī)器的溫度和振動進(jìn)行監(jiān)測，工程師可以了解其狀況并預(yù)測機(jī)器故障。這樣就可以采取預(yù)防措施，如有計劃的保養(yǎng)和維修，以避免因停機(jī)而產(chǎn)生的巨大損失。 迄今為止，大多數(shù)監(jiān)測都是通過昂貴的硬線傳感器或極少的維修人員利用手持監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行檢查來完成的。Perpetuum的振動發(fā)電裝置可以使其能夠長期對重要生產(chǎn)線或機(jī)器進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測并提高經(jīng)濟(jì)效益。

這種簡單的振動發(fā)電裝置可以代替電池或硬線電力供應(yīng)設(shè)備，從而為數(shù)以百萬計用在石油和天然氣行業(yè)的無線傳感器提供電力，提高可靠性并最終節(jié)省數(shù)百萬美元。 英國南安普敦大學(xué)下屬Perpetuum公司稱其研制的振動發(fā)電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設(shè)備替代品。

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這種微型發(fā)電機(jī)如今已經(jīng)得到了石油行業(yè)的認(rèn)可，并在幾個加油站進(jìn)行使用，包括殼牌在挪威的Nyhamna天然氣工廠，它為無線震動和溫度傳感器提供電力。據(jù)殼牌稱，在挪威的試點(diǎn)，無線振動和溫度監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)取得成功，開辟了無線技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)操作在全球應(yīng)用的道路。殼牌在全球有2000萬個傳感器點(diǎn)，它計劃在未來的10年內(nèi)都轉(zhuǎn)換為無線傳感器