太陽能新發(fā)明

■ 李忠東 編譯

太陽能燒結(jié)機

日前，來自皇家藝術學院產(chǎn)品設計專業(yè)設計的Markus Kayser，設計了一臺神奇的機器——太陽能燒結(jié)機。它能在全自動的情況下，利用太陽能3D打印機設計模型將沙子轉(zhuǎn)化成玻璃制品。

這臺設備由7部分組成：光伏面板、聚焦鏡、太陽跟蹤器、菲涅爾透鏡(用來放大光線)、電池組、電子設備控制裝置及用于“辦公”的銀色帳篷。Kayser將微型“燒結(jié)機”置于沙漠深處，充分利用豐富的太陽能資源，而不是傳統(tǒng)的激光，有選擇性地將沙子變成為高端設計服務的高科技生產(chǎn)原料。

太陽能燒結(jié)機先將沙子加熱至熔點，然后再將其冷卻并凝結(jié)成致密體，即玻璃。更神奇的是，燒結(jié)機還能根據(jù)太陽光照射的方位，自動移動到最合適的位置。無論是玻璃碗，還是玻璃雕塑，甚至玻璃家具，依靠太陽能供電的3D數(shù)字打印機都能設計出所需要的任何形狀。

整個燒結(jié)過程像玻璃器皿物件本身一樣美麗動人，當沙子融化時，絢麗多彩的光澤及妙不可言的變化使人們心中呈現(xiàn)出星體在宇宙空間形成的動人畫面。Kayser用 “太陽能燒結(jié)”出的各種玻璃碗杯和玻璃雕塑正在皇家藝術學院展出，引起轟動。

太陽能激光切割機

Markus Kayser極富有創(chuàng)新意識，繼發(fā)明了令人驚嘆的太陽能燒結(jié)機之后，又開發(fā)了一種神奇的機器——太陽能激光切割機，該機器使用太陽能供電。激光切割機技術含量低，但在利用太陽能提供動力后，卻可在任何有陽光照射的地方進行復雜的工業(yè)設計。

太陽能激光切割機將激光聚集于球透鏡，在紙張、硬紙板和0.4mm厚的膠合板上可切割出預先程序設定的形狀。Kayser通過數(shù)控機床上的CAM系統(tǒng)控制切割的形狀，數(shù)控機床由一個小電機帶動工作，同步驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)，整個操作過程使用太陽能供電。

產(chǎn)品設計作為皇家藝術學院碩士課程的一部分，Kayser力圖將開發(fā)的產(chǎn)品與環(huán)保和超前設計有機地融合。據(jù)他稱，太陽能激光切割機實現(xiàn)了“機器制造、重復生產(chǎn)與設計獨特間的巧妙相結(jié)合。”

太陽能廣告牌

最近，日本理光公司在倫敦M4高速公路上豎起一塊巨型“生態(tài)板”廣告牌，該廣告牌由96塊太陽電池板和5臺風力渦輪機提供電能。當源源不斷的可再生能源轉(zhuǎn)化為電力時，廣告牌上RIOCH(理光)5個英文字母會閃閃發(fā)亮，在很遠的地方都能看見。在此之前，理光已在紐約和悉尼安裝了類似的廣告牌。

理光一直以其領先于世界綠色環(huán)保而感到自豪，從2002 年開始就開發(fā)出可用于復印機的生物質(zhì)塑料。理光廣告牌的創(chuàng)新，旨在表明其實現(xiàn)零排放的決心。

“幾十年來，理光致力于減少公司的碳排放。早在2001年，已在歐洲的工廠實現(xiàn)零廢物堆填區(qū)。”理光歐洲公司董事長兼首席執(zhí)行官Steve Saito在一次新聞發(fā)布會上指出，“我們還側(cè)重于鼓勵其他企業(yè)采取可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，在使我們的城市、國家和地球變得更美好的同時提高生產(chǎn)效率和利潤。”

當然，3塊太陽能和風能供電的廣告牌不可能會對世界的能源法案產(chǎn)生較大影響。但如果美國紐約曼哈頓時代廣場的每塊廣告牌都采用理光的供電方式，那將會產(chǎn)生完全不同的效果。

另外值得一提的發(fā)光二極管(LED)廣告牌位于美國37號公路旁英飛凌賽車場，電能完全由太陽電池板提供。57600只LED日光照明燈使得廣告牌大放光明，燦爛輝煌，比原廣告牌明亮得多，且節(jié)能50%。棲息在上面的古怪生物是一個改裝過的汽車牛的雕塑，它是賽車場最早的引導標志，一直保留至今。

一個致力于汽車比賽的競技場為什么會投資這樣一個綠色環(huán)保項目？英飛凌賽車場總裁兼總經(jīng)理Steve Page富有遠見卓識，顯然在努力改進性能驅(qū)動更高效的技術設施。安裝巨型太陽電池板是體現(xiàn)綠色技術優(yōu)勢最有說服力的案例，使數(shù)以萬計的賽車迷們了解到他們可能并不熟悉的可再生能源這個領域。

太陽能動態(tài)天橋

Sanzpont Arquitectura建筑工作室推出的DSSH Bridge一反鋼筋加混凝土的傳統(tǒng)模式，運用彈性碳纖維復合材質(zhì)的雙螺旋骨架，使其具有鋼纜吊橋的半剛性，從而增強了搭建于兩座不同建筑物適應性，提高了對樓板高低、建筑物間距等差異因素的容許值。DSSH Bridge能自動隨著人們行走的重心變化，調(diào)整支撐點分配，達到“動態(tài)應力形變”的目的，因此可更好地抵消人在高處時受到高樓風的影響，減少因兩座大樓的差距所產(chǎn)生的壓抑，沒有“高處不勝寒”的感覺。

DSSH Bridge 除了突出動態(tài)形體之外，還加入了許多綠色設計元素，如綠色植被空氣凈化系統(tǒng)、太陽能自給儲電裝置和夜間發(fā)光二極管(LED)照明等，不同于目前純粹用于行走的連通橋。現(xiàn)代人因為高壓力的工作和生活變得緊張易怒，DSSH Bridge透明橋面底下的綠色植被能凈化周圍環(huán)境的空氣，使人們更能親近大自然，心靈變得平和放松。

DSSH Bridge橋頂鋪設折疊式太陽電池板，白天捕捉來自太陽的能量，以滿足LED燈夜間美化亮化天橋的用電需求。每當夜幕降臨時，LED燈齊放，流光溢彩，將人們帶進一個夢幻的世界。

太陽能洗車店

時至今日，越來越多的人意識到洗車會耗費大量水資源，不利于環(huán)保。美國康涅狄格州斯坦福德市的一位洗車業(yè)主Gregg Mercede決心改變這一現(xiàn)狀。不久前，他與Skyline Innovations公司合作，在自己的洗車店屋頂安裝了18塊太陽能集熱器。太陽能集熱器將太陽光能轉(zhuǎn)換成熱能，加熱管道中的冷水，使之變成熱水，供洗車使用，每天產(chǎn)生的熱水超過100萬BTU(英國熱量單位)。然后通過水泵將熱水輸送到車間，噴射到洗車自動傳送帶的臟車上，其他機器則用肥皂、液體蠟、車輪清潔劑進行沖洗。用熱水洗車，需要的水量更少，而且清洗得更干凈。

據(jù)介紹，Mercede的洗車店大樓太陽能集熱器與另一套24個太陽電池協(xié)同使用，功率高達4kW，用來補充電力需求，為洗車店的照明、加熱、空調(diào)裝置燈和洗車設備等提供電能，節(jié)約能耗約50%。這家綠色洗車具有強烈的環(huán)保意識，其商業(yè)效益良好。因使用太陽能，降低能源消耗有助于降低成本，洗車價格極具競爭力。Mercede表示，選擇太陽能，是“希望提供最干凈的車，同時又能對環(huán)境產(chǎn)生積極的影響。”

設在華盛頓的Skyline Innovations公司老板Mike Healy表示：“太陽能采暖技術有很廣闊的應用前景，希望能將太陽能設備用于更多的洗車店。”

太陽能廚房餐廳

印度以美食聞名于世，在任何印度家庭里，廚房被認為是神圣的地方。現(xiàn)在印度又以擁有世界上最大的太陽能廚房而驕傲。它是印度庫馬利斯世界心靈大學和德國太陽能橋公司投資500萬美元的“杰作”，屬于印度政府新能源和可再生能源部(MNRE)的一個特別示范項目的一部分。

太陽能廚房坐落在拉賈斯坦邦海拔1219m以上的阿布山附近，擁有6個模塊太陽能蒸煮系統(tǒng)，安裝了84個拋物面天線聚光密閉式接收器，每個反射面積為9.2m2，通過特制的白色玻璃片把陽光反射到接收器上。蒸汽由總管道收集，做飯時經(jīng)過絕緣管到達廚房的煮飯容器。

太陽能系統(tǒng)產(chǎn)生的溫度高達650℃，每天可產(chǎn)生3500～4000kg蒸汽，將放在200～400L容量炊具里的食物煮熟。太陽能廚房每天可滿足2萬人進餐，在太陽輻射最強時，甚至能為38500人提供飯菜。

在2011年意大利米蘭設計周上，由芬蘭啤酒公司Lapin Kulta贊助、加泰羅尼亞設計師Mart’Quix?和芬蘭家美食Antto Melasniemi合作開發(fā)的The Lapin Kulta廚房餐廳別具一格。這是一種太陽能供電的移動廚房餐廳，旨在進行一次綠色美食的實驗。它已在歐洲12個城市展出，很引人注目。

完全依靠兩個濃縮的太陽能盤，放置在 Lapin Kulta廚房餐廳中心的巨型聚光太陽能鍋把美味佳肴加熱煮熟，有些像通過衛(wèi)星發(fā)射電視節(jié)目一樣。比起化石燃料，可再生能源的優(yōu)越性毋庸置疑，但在實際應用中往往要克服一些困難。事實證明，太陽能烹飪的飯菜，和用其他形式能源烹飪的飯菜口味和質(zhì)地完全不同。部分原因是太陽能同時加熱整個食物，而不是把熱量集中在平底鍋的底部。用太陽能烹飪還需要一定的靈活性，當太陽熾烈時，可很快地將飯菜做好；當陽光不太強烈時，則需要較長的烹飪時間；夜間和陰雨天對廚師的挑戰(zhàn)更大，要么完全取消當天飯菜的計劃，要么烹飪不需要大量加熱的飯菜或沙拉等涼拌菜。