點亮奧運LED靠“發(fā)電地磚”

這里是鏖戰(zhàn)正酣的倫敦奧運會常用的主要車站之一——西漢姆站。照片上是通往舉辦開幕式的體育場、奧運村、國際廣播中心所在的巨型公園“Olympic Park”的臨時通道。

大家請注意看通道中閃爍的12塊地磚，其實這是踩踏后可以點亮LED的“發(fā)電地磚”。通過使用壓電元件，實現(xiàn)了動能到電能的轉化。這種技術叫做能量采集技術，是目前各方關注的焦點。

但是，西漢姆站的事例有個地方令人費解。因為運營奧運會的奧運交付管理局(Olympic DELivery Authority)在新聞發(fā)布會上表示，“奧運會舉辦期間，這些發(fā)電地磚的發(fā)電量將達到20kWh，72MJ。并且還說，“這些發(fā)電量足以使小型電動汽車沿奧運會田徑賽場的跑道繞行397圈，或者在1小時內給1萬部手機充電。利用這些發(fā)電地磚，步道可實現(xiàn)24小時照明，剩余的電力可以儲存在充電電池之中”。

能量采集的“誤會”

不過，官方發(fā)布的發(fā)電量其實很難實現(xiàn)。

“能量采集是以發(fā)電為目的的技術和器件”，筆者覺得這種想法是對能量采集技術的“誤解”。能量采集的重點并不是發(fā)電本身，而是采用該機制的產品能夠省去更換一次性電池、布線、維護的麻煩。

小型產品和大型產品的性能均得以提高

在把能量采集投入實用的過程中，蓄電器件是公認的重要器件之一。薄型鋰離子充電電池和最近為能量采集開發(fā)的雙電層電容器(EDLC)等已經問世。精工電子(SII)已經實現(xiàn)了EDLC的產品化，該產品的內阻不到以往產品的1/3，漏電流僅約為以往產品的1/10。已于2012年7月開始量產，預定年產500萬個。

其實，EDLC性能的提升并非僅限于小型產品。舉例來說，日本Chemi-Con公司使其EDLC“DLCAP”的新產品——“DXE”系列的內阻降低到了該公司以往產品的一半以下。而且，鋰離子電容器也在改進之中，JM Energy公司就開發(fā)出了內阻僅為以往產品1/3的“ULTIMO”新產品。

內阻小的優(yōu)點

隨著性能的提高，超級電容器的應用范圍正在穩(wěn)步擴大。其中最具代表性的是馬自達預定為2012年上市的車輛配備的減速能量再生系統(tǒng)“i-ELOOP”將采用EDLC。除了汽車領域之外，EDLC與可再生能源的結合也值得關注。

在下面的照片中，大家可以看到建筑入口附近設置了太陽能光伏板。

這是東京農工大學小金井校區(qū)設置的太陽能光伏板與EDLC相結合的LED路燈大家請注意太陽能光伏板安裝的角度，光伏板與地面保持垂直，這樣做似乎是為了實現(xiàn)免維護，防止落葉和垃圾堆積。在寒冷地區(qū)，這樣做還有防積雪的效果。

但是，與角度正對太陽的太陽能光伏板相比，其發(fā)電效率偏低。如果發(fā)電量小，在使用內阻大的鋰離子充電電池儲存電力時，電力損耗就會增大。

在此時發(fā)揮作用的將是超級電容器，因為其內阻遠小于鋰離子充電電池，所以只需加載低電壓即可充分蓄電。內阻小的優(yōu)勢在頻繁充放電之時也能夠體現(xiàn)出來。由此看來，說“鋰離子充電電池是最好的大容量蓄電器件”還為時尚早。