倫敦奧運：“發(fā)電地磚”？！

　　這張照片里是目前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(zhuǎn)化。這種技術(shù)叫做能量采集技術(shù)，是目前各方關(guān)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(nèi)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(shù)和器件”，筆者覺得這種想法是對能量采集技術(shù)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(chǎn)品能夠省去更換一次性電池、布線、維護的麻煩。

　　小型產(chǎn)品和大型產(chǎn)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(jīng)問世。精工電子（SII）已經(jīng)實現(xiàn)了EDLC的產(chǎn)品化，該產(chǎn)品的內(nèi)阻不到以往產(chǎn)品的1/3，漏電流僅約為以往產(chǎn)品的1/10。已于2012年7月開始量產(chǎn)，預定年產(chǎn)500萬個。

　　其實，EDLC性能的提升并非僅限于小型產(chǎn)品。舉例來說，日本Chemi-Con公司使其EDLC“DLCAP”的新產(chǎn)品——“DXE”系列的內(nèi)阻降低到了該公司以往產(chǎn)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(nèi)阻僅為以往產(chǎn)品1/3的“ULTIMO”新產(chǎn)品。

　　內(nèi)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(lǐng)域之外，EDLC與可再生能源的結(jié)合也值得關(guān)注。

　　在下面的照片中，大家可以看到建筑入口附近設(shè)置了太陽能光伏板。

　　這是東京農(nóng)工大學小金井校區(qū)設(shè)置的太陽能光伏板與EDLC相結(jié)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(nèi)阻大的鋰離子充電電池儲存電力時，電力損耗就會增大。

　　在此發(fā)揮作用的將是超級電容器，因為其內(nèi)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(nèi)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”還為時過早。