振動發(fā)電電池：只有我最搖擺
雖然微型振動發(fā)電機(jī)發(fā)出的電量有限，但還是能夠滿足遙控器、LED光源等設(shè)備的使用?！ ‰m然內(nèi)置鋰離子充電電池已經(jīng)出現(xiàn)在越來越多的手持設(shè)備當(dāng)中，膠帶機(jī)但是傳統(tǒng)的堿性鋅錳干電池還是有它..
雖然微型振動發(fā)電多底板往復(fù)式輸送機(jī)機(jī)發(fā)出的電量有限，但還是能夠滿足遙控器、LED光源等設(shè)備的使用。
雖然內(nèi)置鋰離子充電電池已經(jīng)出現(xiàn)在越來越多的手持設(shè)備當(dāng)中，但是傳統(tǒng)的堿性鋅錳干電池還是有它的用武之地。我們經(jīng)常能夠在鬧鐘、遙控器之類的小設(shè)備上見到這類電池，而垃圾桶上也一般都設(shè)置了專門回收TQLZ系列振動清理篩廢電池的小倉以避免隨便拋棄帶來的污染。
最近的一項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)也許能夠讓這制砂機(jī)工作特點(diǎn)類電池的污染更少一點(diǎn)：日本兄弟工業(yè)公司(Brother Industries Ltd)最近開發(fā)出一種外形像是干電池的微型發(fā)電機(jī)，能夠產(chǎn)生數(shù)十到一百多毫瓦的電力，足以滿足遙控器這類低耗電設(shè)備的需要。只要搖上幾秒鐘，就足以將電視的頻道換個遍。
這種技術(shù)被叫做VpGB，是“振動發(fā)電電池(Vibration-power Generating Battery)”的縮寫。它由一個微型振動發(fā)電機(jī)和一個電容構(gòu)成，十分適合家庭設(shè)備碎石機(jī)設(shè)備使用?？雌饋磉@像是很快會出現(xiàn)在我們生活中的產(chǎn)品，不需要改變現(xiàn)有其他用電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，可能是它最大的優(yōu)點(diǎn)之一。
振動發(fā)電技術(shù)已經(jīng)有些歷史了，而人們也依然在開發(fā)更多這類雙輥式破碎機(jī)能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的工具。荷蘭一家夜總會利用彈簧地板收集人們舞動時的能量并且將其轉(zhuǎn)化為電能供應(yīng)照明，已經(jīng)成了新能源行業(yè)的一個經(jīng)典案例，但是這種方式顯然不適合家庭使用。在微型化振動發(fā)電的領(lǐng)域，幾年前就已經(jīng)有了與這塊電池相似的產(chǎn)品問世。
最傳統(tǒng)的做法是使用一塊懸掛的磁鐵，發(fā)電機(jī)是通過電磁感應(yīng)來完成能量轉(zhuǎn)換的。電磁感應(yīng)則是通過將線圈放置在一個變化的磁場中產(chǎn)生，這個過程和大型發(fā)電廠的大型發(fā)KZS系列礦用篩采電機(jī)類似。大多數(shù)微型發(fā)電機(jī)體積只有一立方厘米。在2007年，英國南安普頓大學(xué)的一個研究小組就已經(jīng)開發(fā)出了如同方糖大小的振動發(fā)電機(jī)，并且試圖將其用于工業(yè)領(lǐng)域的傳感器上，例如煤礦、油田、化工廠或者其他類似惡劣環(huán)境下的監(jiān)控設(shè)備等等。他們甚至還計(jì)劃將這種發(fā)電機(jī)進(jìn)一步微型化之后植入人體，為那些需要長時間供電的醫(yī)療設(shè)備提供電力，只是這些都尚未商業(yè)化。
然而，如果需要這種產(chǎn)品，則需要將大批現(xiàn)在正在使用的設(shè)備重新設(shè)計(jì)，以讓它能夠和這種發(fā)電機(jī)篩分設(shè)備配合得更好。
這顯然是成本高昂的行為—對商業(yè)世界來說，技術(shù)是否先進(jìn)往往并不是被選中的唯一標(biāo)準(zhǔn)。而兄弟工業(yè)公司則巧妙地避開了這種困擾：它的技術(shù)原理和南安普頓大學(xué)的發(fā)電機(jī)十分相似，但是外形卻更為合理?，F(xiàn)在兄弟工業(yè)公司已經(jīng)設(shè)計(jì)出了兩種大小三種型號的產(chǎn)品，分別與傳統(tǒng)5號電池和7號電池的體積標(biāo)準(zhǔn)保持一致；前者是將發(fā)電機(jī)和電容集成在一節(jié)五號電池大小外殼當(dāng)中，而后者限于體積有限則是將發(fā)電機(jī)和電容分別置入兩節(jié)電池中，通過導(dǎo)線相連。這些發(fā)電機(jī)都可以塞進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的電池倉里，分別能夠提供3給料機(jī).2伏特和2.7伏特的電壓。
從這樣的設(shè)計(jì)特征可以看出，兄弟工業(yè)公司的這種產(chǎn)品主要面向的是家庭市場而非工業(yè)市場，不會與南安普頓大學(xué)的產(chǎn)品正面競爭。后者嘗試根據(jù)不同的振動頻率開發(fā)不同的產(chǎn)品，往復(fù)式提升機(jī)例如面向醫(yī)療市場的、能夠在2赫茲以下獲得最大電力的產(chǎn)品，以及面向物聯(lián)網(wǎng)的適用于路橋狀況檢測傳感器的20到30赫茲下工作的發(fā)電機(jī)等等。
兄弟工業(yè)公司攜這種發(fā)電電池參加了7月21日到23日在東京舉辦的Techon-Frontier 2010展覽會，并且已經(jīng)開始和一些電視生產(chǎn)企業(yè)合作，爭取達(dá)到讓遙控器終生不用換電池的目標(biāo)。另外，它們也在與電源遙控開激振器關(guān)企業(yè)和LED照明企業(yè)洽談，爭取讓這種電池能夠在那些偶然使用、耗電量偏低的產(chǎn)品上獲得更多的用途。
現(xiàn)在，這種發(fā)電電池在每秒鐘4到8赫茲頻率振動的狀況下工作得最好，搖晃三秒鐘就能夠達(dá)到40到180毫瓦的功率，足以讓遙控器中的芯片和紅外線發(fā)射器工作。而人們?nèi)粘Ｗ呗窌r的頻率大概有2到3赫茲，所以暫時還XZS系列旋振篩不能期待它能夠?yàn)殡S身音樂播放設(shè)備供電—除非一直打算跑步前進(jìn)。
這看起來像是個不錯的產(chǎn)品，但是利用磁鐵和線圈，并不是制造振動發(fā)電機(jī)的唯一方式?，F(xiàn)在也出現(xiàn)了一些使用其它原理的振動發(fā)電設(shè)備，例如歐姆龍公司最近開發(fā)的微型振動發(fā)電產(chǎn)品。這種產(chǎn)品采用了改變電容電機(jī)對置面積的方法，當(dāng)兩塊電極的相對的面積發(fā)生變化時，靜電電容也將隨之變化，從而產(chǎn)生電流?，F(xiàn)在歐姆龍公司將正負(fù)電單電機(jī)雙輥機(jī)極采用蝕刻的方式安置在兩塊相對的薄板上，每個電極的面積都只有微米級別。用兩根錐形彈簧來傳遞振動，電極之間的對應(yīng)面積將會隨之改變。
這種方法可以制造出面積只有數(shù)平方毫米大小的振動發(fā)電機(jī)。目前，一塊硬幣大小的這種發(fā)電機(jī)只能提供0.02毫瓦的電力，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能產(chǎn)品化。歐姆龍希望能夠在2012年左右實(shí)現(xiàn)0.1毫瓦的目標(biāo)，以顎式破碎機(jī)用于微型設(shè)備。
可以相信，在未來幾年當(dāng)中，各種微型發(fā)電設(shè)備將會逐漸走入我們的生活。從這類如同電池般大小的家用發(fā)電機(jī)到能夠應(yīng)用于建筑感應(yīng)探測的工業(yè)發(fā)電機(jī)，再到之前我們曾經(jīng)看到過的、皮帶式輸送機(jī)能夠植入體內(nèi)的納米級別壓電發(fā)電機(jī)，都會讓我們的生活變得不再一樣。
這可以被視為無線電力的一種新方式，足以讓我們在一些地方擺脫電線的束縛，讓電力觸手可及。這會讓我們在某種程度上減少對發(fā)電能力的依賴，因?yàn)槲覀冏约海沧兂闪税l(fā)電機(jī)的一部分。
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