為了提高海洋能源的成本效益比,各國(guó)科學(xué)家已推出各式新奇的設(shè)備,而現(xiàn)在蘇格蘭與意大利科學(xué)家又帶來(lái)全新的橡膠制波浪能系統(tǒng),聲稱設(shè)計(jì)比過去研究更便宜、耐用與簡(jiǎn)易,預(yù)計(jì)裝置容量為 500KW。
波浪能顧名思義就是善加利用不斷起伏的波浪動(dòng)能,再將之轉(zhuǎn)換能電能,目前已有不少公司正實(shí)際測(cè)試自家產(chǎn)品。比如荷蘭波浪能公司 Wello 打算在印度尼西亞峇里島打造世界最大規(guī)模的波浪能系統(tǒng);丹麥公司 Wave Piston 波浪能系統(tǒng)則是通過長(zhǎng)達(dá)185公尺的活動(dòng)鋼板、裝有活塞的細(xì)長(zhǎng)設(shè)備,通過波浪的前后動(dòng)能來(lái)發(fā)電,并已經(jīng)在丹麥尼蘇姆灣進(jìn)行測(cè)試。
而此次蘇格蘭愛丁堡大學(xué)與意大利圣安娜高等研究學(xué)院、特倫托大學(xué)、波隆那大學(xué)則攜手合作,研發(fā)有別于過去設(shè)計(jì)的波浪能系統(tǒng)——介電彈性發(fā)電機(jī)(Dielectric Elastomer Generator,DEG)。
其中介電材料是一種可被電極化的絕緣體,團(tuán)隊(duì)就是運(yùn)用橡膠等介電質(zhì)來(lái)制造新設(shè)備。該設(shè)備構(gòu)造非常簡(jiǎn)單,外觀像是個(gè)垂直在水中的空心圓柱體,柱體上方為橡膠密封處,底部則是海水流進(jìn)的入口與錨定、電纜裝置區(qū)域,中間一大段就只是空氣。
當(dāng)海水流入設(shè)備時(shí),會(huì)將圓柱體中的空氣往上推,讓頂部的橡膠膜膨脹,海水流出、水位下降后,橡膠膜就會(huì)被往下吸。這跟拔罐差不多,只是一個(gè)是用抽氣方法,一個(gè)是用海水來(lái)產(chǎn)生負(fù)壓。
由于該合成橡膠由多層介電材料組成,膨脹或是收縮時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電壓,進(jìn)而變成新型的發(fā)電設(shè)備。愛丁堡大學(xué)工程學(xué)院David Ingram教授指出,新設(shè)備會(huì)在橡膠膜膨脹與收縮時(shí)發(fā)電,并在靜止不動(dòng)時(shí)放電,團(tuán)隊(duì)就是運(yùn)用海浪的波峰與波谷來(lái)發(fā)電。
目前愛丁堡大學(xué)團(tuán)隊(duì)已在校內(nèi)海浪測(cè)試設(shè)備 FloWave 中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),預(yù)估全尺寸設(shè)備裝置容量為500KW,足以為100戶家庭供電。
研究團(tuán)隊(duì)相當(dāng)看好這項(xiàng)設(shè)計(jì),認(rèn)為新系統(tǒng)可以取代復(fù)雜又昂貴的空氣渦輪機(jī)與活動(dòng)零件,讓波浪能有望在未來(lái)幾十年內(nèi)發(fā)揚(yáng)光大。Ingram表示,海洋能作為蘇格蘭沿岸重要的潛在發(fā)電資源,善加利用該綠色能源將對(duì)當(dāng)?shù)鼐用翊笥旭砸妗Q芯拷Y(jié)果已發(fā)表在《Proceedings of the Royal Society A.》。