能為無線網(wǎng)絡(luò)供電的袖珍風(fēng)車

能為無線網(wǎng)絡(luò)供電的袖珍風(fēng)車

　　利用風(fēng)能并不意味著必須在地平線上架設(shè)大型渦輪機(jī)，袖珍風(fēng)車的發(fā)明人稱，他的這種微型設(shè)備可以為遙遠(yuǎn)地區(qū)的傳感器無線網(wǎng)提供電能。

　　無線網(wǎng)絡(luò)將我們從需要用來傳輸信息的數(shù)英里長的笨重線路中解放出來，但這類網(wǎng)絡(luò)的電子“節(jié)點(diǎn)”仍需要能量。如果地質(zhì)學(xué)家想要在山上安放數(shù)百個(gè)用以檢測地震活動(dòng)的傳感器，他們或不得不利用電纜為它們提供電能或大約每六個(gè)月就要走到每個(gè)傳感器旁為它們更換電池。

　　德克薩斯州大學(xué)的電子工程師沙善克?普里亞說：“問題是電子節(jié)點(diǎn)需要持續(xù)的電能?！倍L(fēng)能使問題得到了解決。他所發(fā)明的這種袖珍風(fēng)車周長大約為10厘米，附在一個(gè)旋轉(zhuǎn)凸輪上，當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)可使一系列壓電晶體不斷伸縮。壓電材料當(dāng)被擠壓或伸展時(shí)便會(huì)產(chǎn)生電能。這種材料通常在氣體引燃器中用以產(chǎn)生火花。

　　普里亞發(fā)現(xiàn)時(shí)速為16公里的微風(fēng)便可以產(chǎn)生7.5毫瓦的持續(xù)電能，這足以保證一個(gè)電子傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)。今年早些時(shí)候他公布了他的袖珍風(fēng)車的研究成果?，F(xiàn)在他又公開了這種設(shè)備性能的一些精確細(xì)節(jié)。對完整的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的首次實(shí)驗(yàn)是利用光電電池提供能量的，但這些電池不能一直處于工作狀態(tài)，因?yàn)槊糠甓嘣铺鞖怆姵乇銜?huì)停止供電，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)關(guān)閉。普里亞說：“這種設(shè)想最后以失敗告終。因?yàn)殛柟獠皇窃谌魏螘r(shí)間和地點(diǎn)都能獲取的。”

　　所以，研究人員將目光開始轉(zhuǎn)向能從它們周圍的震動(dòng)獲取“周圍能”的壓電材料上。一些科學(xué)家一直試圖利用來往汽車的震動(dòng)來為監(jiān)測橋梁結(jié)構(gòu)的傳感器供電或利用飛機(jī)的震動(dòng)為傳感器網(wǎng)絡(luò)供電，而無須將更多的配線裝進(jìn)原本就已經(jīng)非常擁擠的機(jī)體里。

　　與利用風(fēng)力渦輪機(jī)為電網(wǎng)供電的常規(guī)發(fā)電機(jī)相比，這種壓電發(fā)電機(jī)(袖珍風(fēng)車)的發(fā)電效率要更高一籌。使用10厘米渦輪的常規(guī)發(fā)電機(jī)僅能將可利用風(fēng)能的1%直接轉(zhuǎn)化為電能。但一個(gè)壓電發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)化效率則能達(dá)到18%。這相當(dāng)于最好的大型風(fēng)車的轉(zhuǎn)化效率。

　　密歇根理工大學(xué)的機(jī)械工程師亨利?索達(dá)諾說：“這是一個(gè)有趣的想法?！眽弘姲l(fā)電是一個(gè)正在快速發(fā)展的領(lǐng)域。隨著電子線路的越來越小以及所需能量的減少，它將成為一種極為普遍的發(fā)電方式。