首先请看这张照片。
这里是鏖战正酣的伦敦奥运会常用的主要车站之一——西汉姆站。照片上是通往举办开幕式的体育场、奥运村、国际广播中心所在的巨型公园“Olympic Park”的临时通道。
大家请注意看通道中闪烁的12块地砖,其实这是踩踏后可以点亮LED的“发电地砖”。通过使用压电元件,实现了动能到电能的转化。这种技术叫做能量采集技术,是目前各方关注的焦点。
但是,西汉姆站的事例有个地方令人费解。因为运营奥运会的奥运交付管理局(Olympic DELivery Authority)在新闻发布会上表示,“奥运会举办期间,这些发电地砖的发电量将达到20kWh,72MJ。并且还说,“这些发电量足以使小型电动汽车沿奥运会田径赛场的跑道绕行397圈,或者在1小时内给1万部手机充电。利用这些发电地砖,步道可实现24小时照明,剩余的电力可以储存在充电电池之中”。
能量采集的“误会”
不过,官方发布的发电量其实很难实现。
“能量采集是以发电为目的的技术和器件”,笔者觉得这种想法是对能量采集技术的“误解”。能量采集的重点并不是发电本身,而是采用该机制的产品能够省去更换一次性电池、布线、维护的麻烦。
小型产品和大型产品的性能均得以提高
在把能量采集投入实用的过程中,蓄电器件是公认的重要器件之一。薄型锂离子充电电池和最近为能量采集开发的双电层电容器(EDLC)等已经问世。精工电子(SII)已经实现了EDLC的产品化,该产品的内阻不到以往产品的1/3,漏电流仅约为以往产品的1/10。已于2012年7月开始量产,预定年产500万个。
其实,EDLC性能的提升并非仅限于小型产品。举例来说,日本Chemi-Con公司使其EDLC“DLCAP”的新产品——“DXE”系列的内阻降低到了该公司以往产品的一半以下。而且,锂离子电容器也在改进之中,JM Energy公司就开发出了内阻仅为以往产品1/3的“ULTIMO”新产品。
内阻小的优点
随着性能的提高,超级电容器的应用范围正在稳步扩大。其中最具代表性的是马自达预定为2012年上市的车辆配备的减速能量再生系统“i-ELOOP”将采用EDLC。除了汽车领域之外,EDLC与可再生能源的结合也值得关注。
在下面的照片中,大家可以看到建筑入口附近设置了太阳能光伏板。
这是东京农工大学小金井校区设置的太阳能光伏板与EDLC相结合的LED路灯大家请注意太阳能光伏板安装的角度,光伏板与地面保持垂直,这样做似乎是为了实现免维护,防止落叶和垃圾堆积。在寒冷地区,这样做还有防积雪的效果。
但是,与角度正对太阳的太阳能光伏板相比,其发电效率偏低。如果发电量小,在使用内阻大的锂离子充电电池储存电力时,电力损耗就会增大。
在此时发挥作用的将是超级电容器,因为其内阻远小于锂离子充电电池,所以只需加载低电压即可充分蓄电。内阻小的优势在频繁充放电之时也能够体现出来。由此看来,说“锂离子充电电池是最好的大容量蓄电器件”还为时尚早。
编辑:李杰
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