雙碳研究 | 從光伏板到“懸浮氣囊”——這款家用裝置，凜冬寒夜亦能供電

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從光伏板到“懸浮氣囊”——

這款家用裝置，凜冬寒夜亦能供電

【THE DIARY24網(wǎng) 1月6日?qǐng)?bào)道】

多年來(lái)，家用可再生能源的直觀形式一直是安裝在屋頂上的平整光潔的太陽(yáng)能電池板。然而，新一代家用庭院能源技術(shù)正在顛覆這種“太陽(yáng)能獨(dú)大”的能源利用圖景，轉(zhuǎn)而從城市街區(qū)中方向不定、難以預(yù)測(cè)的氣流中獲取能量。O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)便是這類(lèi)技術(shù)的代表之一，這款球形裝置的外形更像一只懸浮的氣囊，而非傳統(tǒng)的風(fēng)車(chē)。在太陽(yáng)能電池板停止工作的漫漫冬夜，O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可照常為家庭供電。

家用風(fēng)電異軍突起：太陽(yáng)能將何去何從？

如今，太陽(yáng)能電池板早已是家用可再生能源的最常見(jiàn)形式。它們易于安裝和維護(hù)，在晴天能產(chǎn)生可觀的電量，但與此同時(shí)，太陽(yáng)能電池板的應(yīng)用也存在幾大明顯短板。

正因如此，許多家庭已開(kāi)始探索“太陽(yáng)能板+風(fēng)力發(fā)電機(jī)”的混合能源系統(tǒng)，以產(chǎn)生更穩(wěn)定的可再生能源供應(yīng)，來(lái)滿足家庭的用電需求。

走進(jìn)O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)由蘭卡斯特大學(xué)（Lancaster University）學(xué)生尼古拉斯·奧雷利亞納與亞辛·努拉尼研發(fā)，憑借其獨(dú)樹(shù)一幟的風(fēng)力發(fā)電原理，該裝置于2018年斬獲了頗具分量的詹姆斯·戴森獎(jiǎng)。

不同于傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)依靠與主導(dǎo)風(fēng)向?qū)R的水平或垂直葉片發(fā)電，這款球形裝置的表面布滿幾何形狀的通風(fēng)孔，可從任意方向捕捉風(fēng)能。

O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與工作原理

O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)呈球形，形似一只懸浮在空中的充氣氣球，當(dāng)氣流穿過(guò)其通風(fēng)孔時(shí)，球體便會(huì)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。這種全向捕捉設(shè)計(jì)使其在風(fēng)速與風(fēng)向變幻不定的城市環(huán)境中格外適用，而且它無(wú)需像傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)那樣，依賴大片開(kāi)闊的場(chǎng)地。

發(fā)電的奧秘

氣流通過(guò)通風(fēng)孔進(jìn)入球體內(nèi)，會(huì)在球體內(nèi)部形成氣壓差。受氣壓差作用，球體開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)與發(fā)電機(jī)相連的轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)隨即產(chǎn)生電能。這些電能可直接輸送至家庭的配電盤(pán)，也可儲(chǔ)存到蓄電池中。由于能在夜晚和陰天持續(xù)發(fā)電，O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)堪稱太陽(yáng)能電池板的理想互補(bǔ)裝置，為家庭提供不間斷的可再生電力。

該裝置最大的優(yōu)勢(shì)，在于能在太陽(yáng)能電池板“罷工”的時(shí)段為家庭供電。漫漫寒冬夜里，家庭的取暖、照明與烹飪需求往往達(dá)到峰值，而持續(xù)流動(dòng)的城市氣流，恰好能成為O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量來(lái)源。

小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的城市普及之路

若O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能得到廣泛推廣，數(shù)百萬(wàn)臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)將得以部署在城市空間中。這些裝置產(chǎn)生的電量匯集起來(lái)，有望在全國(guó)發(fā)電總量中占據(jù)相當(dāng)可觀的份額。

此外，O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)也彰顯了創(chuàng)新設(shè)計(jì)在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中的重要作用。設(shè)計(jì)者跳出了“風(fēng)力發(fā)電機(jī)=巨型塔筒+葉片”的固有思維，打造出能融入日常生活的新能源裝置。

家用可再生能源系統(tǒng)從平整的電池板向“懸浮氣囊”式裝置的演變，正是可再生能源行業(yè)朝著穩(wěn)健多元方向轉(zhuǎn)型的生動(dòng)寫(xiě)照。太陽(yáng)能電池板固然始終不可或缺，但已不再是家用可再生能源的唯一選擇。憑借O型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，家庭用戶得以捕捉城市中變幻莫測(cè)的氣流，在漫漫冬夜保障居家供電，向著更清潔、更可持續(xù)的未來(lái)再進(jìn)一步。

編譯：朱芳菲（新能源部）

審校：徐肖飛（新能源部）

編輯：朱芳菲（新能源部）