振動發電機

振動發電機指一種利用電磁感應原理，把振動機械能轉變為電能的設備。

研究歷史

振動發電技術已經有些歷史了，而人們也依然在開發更多這類能夠將機械能轉變成電能的工具。荷蘭一家夜總會利用彈簧地板收集人們舞動時的能量並且將其轉化為電能供應照明，已經成了新能源行業的一個經典案例，但是這種方式顯然不適合家庭使用。在微型化振動發電的領域，幾年前就已經有了與這塊電池相似的產品問世。

最傳統的做法是使用一塊懸掛的磁鐵，發電機是通過電磁感應來完成能量轉換的。電磁感應則是通過將線圈放置在一個變化的磁場中產生，這個過程和大型發電廠的大型發電機類似。大多數微型發電機體積只有一立方厘米。

在2007年，英國南安普頓大學的一個研究小組就已經開發出了如同方糖大小的振動發電機，並且試圖將其用於工業領域的感測器上，例如煤礦、油田、化工廠或者其他類似惡劣環境下的監控設備等等。他們甚至還計畫將這種發電機進一步微型化之後植入人體，為那些需要長時間供電的醫療設備提供電力，只是這些都尚未商業化。

研究進展

英國的工程師們已經為一種新穎的微型發電機申請了專利並正在生產評估樣品。這種簡單的振動發電裝置可以代替電池或硬線電力供應設備，從而為數以百萬計用在石油和天然氣行業的無線感測器提供電力，提高可靠性並最終節省數百萬美元。

英國南安普敦大學下屬Perpetuum公司稱其研製的振動發電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設備替代品。這種微型發電機利用精心設計的共鳴磁鐵和線圈布置將機械振動轉化為電力，從而為整個無線感測系統提供動力。產生的電力足夠通過多種無線網路為幾個低能耗無線感測器提供電力。

讓汽車在耗能的同時也能產生新的能量，以色列科學家找到一種利用汽車運動讓街道和公路發電的方式。這項技術的奧秘在於路面下鋪設了一種特殊的材料——微型壓電晶體，這種壓電晶體在受到擠壓變形時會產生少量電量(相當於將等量的正負電荷分離，出現了電壓)，而當成千上萬個壓電晶體被植入公路表面時，公路便可產生巨大的電能。

在最近進行的一次實驗中，因諾瓦科技公司的研究人員讓一輛貨車駛過道路，鋪設在路面下的發電設備便開始工作，產生的電流成功地把燈泡點亮了。研究人員還表示，這種發電系統的具體發電能力取決於路面上通行車輛的數量、重量和行駛速度，理想情況下每公里路段每小時的發電量可達400度，足以供應800戶人家的日常用電需求。

由於這項發電技術不產生任何額外污染，且植入瀝青內的壓電晶體的使用壽命一般可達30年，路面改造成本也不是很高，所以開發前景廣闊。近年來，許多國家開始關注並投入於類似技術的研究。

美國科學家曾在都靈火車站進行了一項實驗，他們製造了一個發電機原型，利用人的腳步移動發電。他們表示，相當數量的人的腳步移動足可以產生牽引一輛火車的電量。

全世界第一家通過跳舞發電的迪廳在荷蘭鹿特丹開業。在這家名為“瓦特俱樂部”的迪廳，舞池中大約1/3的用電是跳舞的賓客們自己製造的。

2009年7月10日，坐落在倫敦繁華的國王十字大街的生態環保夜總會將開張納客。環保夜總會提供有機飲料、選用可回收餐具、在衛生間安裝水循環系統以節約用水，最具創新的是它有一個會發電的舞池。當年輕男女在舞池中盡情揮灑青春之時，地板可以將人們隨音樂舞動而產生的能量通過地板下面的彈簧和一系列發電裝置轉化成電能儲存在充電電池中，據說採用這套裝置，理想情況下可以解決夜總會60%電力需求，舞迷們在狂歡之餘也為環保“踩”出了積極的貢獻。

日本的音力發電公司也開發出一種“發電地板”。在2008年聖誕節前夕，研究人員在東京涉谷火車站的人行道上鋪設了四塊地嵌板。當行人從上面踩過時，嵌板就可以進行發電，並為聖誕燈飾提供電力供應，據測定，平均每個人從45平方厘米的地板上走過兩次就可以產生0.5瓦·秒的電能。同時旁邊還有顯示累計產生電能的電子屏。

音力發電公司還打算把震動發電技術套用到日常生活用品中。比如他們正在與一家著名的運動服裝製造商共同研製一種內置震動發電機的“發電鞋”。人們穿上“發電鞋”走路時，順便還能給隨身攜帶的音樂播放器和手機充電。

美國密西根大學的科學家們近日開發出一種微型發電機，可以通過車輛移動、工廠作業和人類運動等產生的隨機振動產生出足夠的電能，可為手錶、心臟起搏器和無線感測器等設備提供能量。據悉，研究者已經建立了三個原型，第四個原型即將出爐。

其中的兩個發電機原型是通過電磁感應來完成能量轉換的，電磁感應是通過將線圈放置在一個變化的磁場中產生的，這個過程和大型發電廠的大型發電機類似。微型發電機體積只有一立方厘米。這台最新穎和最小巧的設備採用壓電材料製作而成，當壓電材料受到壓力時，會產生電荷。這種特性已經用在基礎設施的安全監控上。這種發電機在將來可以用來為大橋感應器供電，大橋感應器在人類的眼睛可以發現問題前，可以用來對裂縫和侵蝕問題提出警告。

研究者稱，利用人類身體的獨特振幅，這台微型發電機就可以產生0.5毫瓦的電能（500微瓦），這些能量足夠用來驅動手錶，手錶驅動只需要1到10微瓦之間的能量。這些能量還可以驅動心臟起搏器，它需要10到50微瓦的能量。研究者希望微型發電機得到廣泛運用。研究者噶爾謝夫說：“這種發電機最終的目標是能夠運用在各個方面，例如遠程無線感測器和移植手術式醫療設備。這種發電機具有很長的使用壽命，可以用在更換耗盡的電池非常昂貴的地方，以及用在更糟糕的地方，那就是必須通過連線來為感測器提供電能。”