雙碳研究 | 從光伏板到“懸浮氣囊”——這款家用裝置，凜冬寒夜亦能供電

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從光伏板到“懸浮氣囊”——

這款家用裝置，凜冬寒夜亦能供電

【THE DIARY24網(wǎng) 1月6日?qǐng)?bào)道】

多年來，家用可再生能源的直觀形式一直是安裝在屋頂上的平整光潔的太陽能電池板。然而，新一代家用庭院能源技術(shù)正在顛覆這種“太陽能獨(dú)大”的能源利用圖景，轉(zhuǎn)而從城市街區(qū)中方向不定、難以預(yù)測(cè)的氣流中獲取能量。O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)便是這類技術(shù)的代表之一，這款球形裝置的外形更像一只懸浮的氣囊，而非傳統(tǒng)的風(fēng)車。在太陽能電池板停止工作的漫漫冬夜，O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可照常為家庭供電。

家用風(fēng)電異軍突起：太陽能將何去何從？

如今，太陽能電池板早已是家用可再生能源的最常見形式。它們易于安裝和維護(hù)，在晴天能產(chǎn)生可觀的電量，但與此同時(shí)，太陽能電池板的應(yīng)用也存在幾大明顯短板。

正因如此，許多家庭已開始探索“太陽能板+風(fēng)力發(fā)電機(jī)”的混合能源系統(tǒng)，以產(chǎn)生更穩(wěn)定的可再生能源供應(yīng)，來滿足家庭的用電需求。

走進(jìn)O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)由蘭卡斯特大學(xué)（Lancaster University）學(xué)生尼古拉斯·奧雷利亞納與亞辛·努拉尼研發(fā)，憑借其獨(dú)樹一幟的風(fēng)力發(fā)電原理，該裝置于2018年斬獲了頗具分量的詹姆斯·戴森獎(jiǎng)。

不同于傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)依靠與主導(dǎo)風(fēng)向?qū)R的水平或垂直葉片發(fā)電，這款球形裝置的表面布滿幾何形狀的通風(fēng)孔，可從任意方向捕捉風(fēng)能。

O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與工作原理

O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)呈球形，形似一只懸浮在空中的充氣氣球，當(dāng)氣流穿過其通風(fēng)孔時(shí)，球體便會(huì)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。這種全向捕捉設(shè)計(jì)使其在風(fēng)速與風(fēng)向變幻不定的城市環(huán)境中格外適用，而且它無需像傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)那樣，依賴大片開闊的場地。

發(fā)電的奧秘

氣流通過通風(fēng)孔進(jìn)入球體內(nèi)，會(huì)在球體內(nèi)部形成氣壓差。受氣壓差作用，球體開始轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)與發(fā)電機(jī)相連的轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)隨即產(chǎn)生電能。這些電能可直接輸送至家庭的配電盤，也可儲(chǔ)存到蓄電池中。由于能在夜晚和陰天持續(xù)發(fā)電，O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)堪稱太陽能電池板的理想互補(bǔ)裝置，為家庭提供不間斷的可再生電力。

該裝置最大的優(yōu)勢(shì)，在于能在太陽能電池板“罷工”的時(shí)段為家庭供電。漫漫寒冬夜里，家庭的取暖、照明與烹飪需求往往達(dá)到峰值，而持續(xù)流動(dòng)的城市氣流，恰好能成為O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量來源。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的城市普及之路

若O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能得到廣泛推廣，數(shù)百萬臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)將得以部署在城市空間中。這些裝置產(chǎn)生的電量匯集起來，有望在全國發(fā)電總量中占據(jù)相當(dāng)可觀的份額。

此外，O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)也彰顯了創(chuàng)新設(shè)計(jì)在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中的重要作用。設(shè)計(jì)者跳出了“風(fēng)力發(fā)電機(jī)=巨型塔筒+葉片”的固有思維，打造出能融入日常生活的新能源裝置。

家用可再生能源系統(tǒng)從平整的電池板向“懸浮氣囊”式裝置的演變，正是可再生能源行業(yè)朝著穩(wěn)健多元方向轉(zhuǎn)型的生動(dòng)寫照。太陽能電池板固然始終不可或缺，但已不再是家用可再生能源的唯一選擇。憑借O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，家庭用戶得以捕捉城市中變幻莫測(cè)的氣流，在漫漫冬夜保障居家供電，向著更清潔、更可持續(xù)的未來再進(jìn)一步。

編譯：朱芳菲（新能源部）

審校：徐肖飛（新能源部）

編輯：朱芳菲（新能源部）