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6个天才的能源创意

David Amster-Olszewski的“太阳能花园”让无法安装屋顶电池板的用户也能投资太阳能。
三位智利女士的发明利用了经植物光合作用转化后流入土壤的太阳能
Inn a Braverman公司建造了欧洲首个连接电网的波能电站
今年,Arthur Kay的“生物豆”公司可以将全英国10 %的咖啡渣加工成燃料
如果John Dabiri的构想得到证实,差点被淘汰的小型风力发电机将卷土重来
Sanwal Muneer在赛车跑道边萌生了利用飞驰汽车产生的气流的灵感

从社区“太阳能花园”、咖啡渣加工的燃料、捕捉马路上的汽车产生的气流的风力发电机,到插入土壤就能给手机充电的装置,8位年轻的发明家通过他们创新构想为绿色清洁能源提供了更多选择。

灵感可能来自最古怪的地方。在很多情况下,思想的火花可能在最平凡的时候迸发。但是真正的创新者和我们这些凡人的最大区别在于,发明家会抓住偶尔萌生的点子,紧追不放,而我们大多数人因为懒得思考而放弃转瞬即逝的灵感。

本文中介绍的八位年轻发明家的灵感也源于最寻常的场合。其中一人收到母亲的一句评论的启发自己创业。另一人的伟大创意源于一杯陈咖啡。第三人在跑道边突然迸发灵感。还有一人在观看鱼群游动的时候大彻大悟。还有三位智利女士因为手机没电激发了她们的发明天赋。

1 太阳能花园

大卫•阿姆斯特-欧斯祖斯基很庆幸听了妈妈的话。几年前,在为加州一家能源公司工作时,母亲对他说,希望使用太阳能,但不能接受将电池板安装在房顶上。母亲的这句评论让他开始思考。
不久之后,他听说科罗拉多州通过一条支持“社区太阳能”的新法律。得知这一消息后,29岁的阿姆斯特-欧斯祖斯基搬回了科罗拉多州斯普林斯市并创建了一家名为SunShare(分享太阳)的公司,开始推行“太阳能花园”—— —类似社区花园,不同的是业主或企业无需照顾植物,而是购买太阳能电池板的股份。然后,根据电池板的发电量获得电费积分。如果发电量大于用电量,剩余积分计入下个月电费。

SunShare的第一个太阳能花园位于斯普林斯市郊区,是全美最早一批社区太阳能花园之一,很快就推广开来。短短3个月内,公司将太阳能电池板卖给了300位顾客。公司将总部迁到丹佛地区,又建立了多个太阳能花园。2014年,SunShare明尼苏达州办事处开业。与此同时,由于太阳能的成本不断下跌,而很多业主和租户无法安装屋顶电池板,太阳能花园在美国迅速流行开来。目前已经有89个社区太阳能分享项目在美国25个州启动。

2 海洋波能开发

在可再生能源开发方面,风能和太阳能吸引了大多数人的注意力,海浪则少人关注。因娜•布雷弗曼决定改变这一现状。

29岁的布雷弗曼是Eco Wave Power(生态波能)公司的创始人兼市场总监。这家以色列公司已经成为海浪能源利用领域的世界领导者。大海的波浪源源不断,永不停息,不受白天和夜晚的影响,是潜力巨大的可再生能源。Eco Wave Power的技术首先将波浪的动能转化成压力,用于推动发电机。理论上,一座不到0.5平方英里的海洋波能发电站的发电量足以满足2万户的电力需求。然而这一技术也存在不少障碍,比如高昂的成本、输送电能的海上线缆可能对海洋生物造成危害,当然,如何设计出能够高效捕捉海浪动能的浮标也是个艰巨的挑战。经过多年开发测试不同设计方案后,Eco Wave Power终于推出两款装置,“Wave Clapper”(波浪拍板)和“Power Wing”(动力翼)。它们可自动适应不同波浪高度,确保更稳定的能源生产,还装有传感器,检测来袭风暴,调整浮标高度,避免设备损害。5月末,这些创新的波能捕捉装置被安装在直布罗陀海岸一个小型突堤上,开始试运行。这是欧洲首个连接电网的波能电站。下一个Eco Wave Power可能建在中国沿海,公司已经开始了和中国海洋大学的合作。

3 游鱼和风能

提到风能,人们立刻会联想到巨大的涡轮机。但斯坦福大学科学家约翰•达比瑞多年前就提出,使用密集排列的小型垂直轴涡轮机可能是更好的方案。这一切要从达比瑞的另一项研究说起。在加州理工大学任教时,达比瑞注意到,相比单独行动的鱼儿,鱼群中的鱼所受的海水阻力更小。这让他开始思考,如果模仿鱼群排列风力涡轮机,是否会取得类似的效果。他的理论显然不适合常见的顶端有旋转叶片的大型风力涡轮发电机。这种发电机相互不能靠得太近,否则会产生乱流,降低发电效率。但距离限制导致大量空间浪费,有时两个涡轮机相距达1英里。

于是,达比瑞开始研究参照鱼群游动模式的呈钻石形排列的小型蜗轮机。如果他的推断正确,这种高30英尺(而非300英尺)的垂直轴涡轮机可近距离密集排列,远比传统风力发电机节省空间和土地。今年春天,达比瑞发表了支持这一理论的研究报告,提出如果在传统风电场的空隙安装这种成组排列的小型垂直轴蜗轮机,可提高总风电产量32%,还能让大型蜗轮机的效率提高10%.
虽然目前还只有电脑模拟结果的支持,最终,达比瑞的方法可能让小型蜗轮机重获新生。按照传统的排列方式,小型蜗轮机效率太低,几乎被完全淘汰。如果小型蜗轮机成功复兴,达比瑞说,它们还有另外一个好处:对鸟类和其他野生动物的威胁较小。

4 咖啡渣能量

阿瑟•凯伊的人生因一杯咖啡发生变化。他注意到一杯过夜的陈咖啡的表面出现了一层油膜,“这东西是从哪冒出来的?”带着这个问题,他做了些研究,发现咖啡的卡路里含量高于木材,能释放能量。

于是凯伊(现年25岁)果断结束了自己短暂的建筑师生涯,创建了一家叫Bio-Bean(生物豆)的公司,致力于变废为宝,将咖啡渣变成能源。今天,这家总部位于伦敦的公司从全英国的咖啡店、餐厅、写字楼和火车站收集咖啡渣,将它们加工成燃料小球,用做厨房燃料或是给大楼供暖。
凯伊估计,今年,“生物豆”公司可以将全英国10%的咖啡渣(约5万吨)加工成可燃产品。除了燃料球,公司还推出了烧烤用的咖啡油砖和壁炉用的咖啡圆木。这种咖啡渣加工的燃料在燃烧时并不会散发咖啡的味道,但这并不是重点。凯伊认为,在人们扔掉的垃圾中存在很多没有开发的潜能。事实上,“生物豆”正在研发另一种生物柴油燃料,按照他的设想,在不久的将来,这种用咖啡渣加工的燃油将用于驱动伦敦的公交车。

5 用土壤充电

在高度联通的现代社会,手机没电可能让一些人产生绝望的想法。“为什么这些树上就不能安一个插座呢?”卡米拉•拉普切奇对好友伊芙林•阿拉维拉和卡罗琳娜•格雷罗说。当时三人的手机都没电了。大多数人都会一笑了之,将发电树木的想法抛之脑后。但这三位智利学生不肯罢休。做了一些研究后,她们发现这并非异想天开。植物通过光合作用将阳光转化成化学能,其中部分能量流入周围的土壤。三人发明了E-Kaia装置收集这部分流入土壤的能量。

E-Kaia包括一个生物回路和一个捕捉土壤中的电子的电极。使用时只需将它放到土中,就收集电能,且不会伤害周围的植物。虽然只有5伏特,已经足够给手机、LED灯或风扇使用,约1个半小时就能给手机充满电。在智利经济开发署的资助下,三位女士(现在都成了工程师)希望年底前将这款产品推向市场。

6 捕捉公路气流
几年前,桑瓦•穆内尔在马来西亚赛车跑边,感到飞驰而过的汽车产生的气流。他开始思考,也许可以将这种快速移动的车辆产生的气流利用起来。不久,这个想法变成了一家名叫“Capture Mobility”(移动捕捉)的初创公司。

公司的产品是一款螺旋形涡轮机,安装在公路中央隔离带或高速公路沿线,专门捕捉路过车辆产生的气流,将其转化为电能。除了附带小型太阳能电池板,这款装置还配备了可拆卸过滤器,帮助清除车辆产生的部分污染物。电池完全充满后可提供1千瓦电能,够两盏灯或一台电扇使用40小时。穆内尔设想,在未来,这发明能够为发展中国家的乡村地区提供电力,在城市中则可为交通灯或公路标志供电。去年,穆内尔的公司从巴基斯坦迁到苏格兰,它的第一个涡轮发电机正在苏格兰东部海港丹地的某条公路上接受测试。

原载:http://www.sm ithsonianm ag.com /
原文:Randy Rieland
编译:宇
转载《南方都市报》

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