伦敦奥运：“发电地砖”？！

　　

　　这张照片里是目前伦敦奥运会常用的主要车站之一——西汉姆站。照片上是通往举办开幕式的体育场、奥运村、国际广播中心所在的巨型公园“Olympic Park”的临时通道。

　　大家请注意看通道中闪烁的12块地砖，其实这是踩踏后可以点亮LED的“发电地砖”。通过使用压电元件，实现了动能到电能的转化。这种技术叫做能量采集技术，是目前各方关注的焦点。

　　但是，西汉姆站的事例有个地方令人费解。因为运营奥运会的奥运交付管理局（Olympic Delivery Authority）在新闻发布会上表示，“奥运会举办期间，这些发电地砖的发电量将达到20kWh，72MJ”。并且还说，“这些发电量足以使小型电动汽车沿奥运会田径赛场的跑道绕行397圈，或者在1小时内给1万部手机充电。利用这些发电地砖，步道可实现24小时照明，剩余的电力可以储存在充电电池之中”。

　　能量采集的“误会”

　　不过，官方发布的发电量其实很难实现。

　　“能量采集是以发电为目的的技术和器件”，笔者觉得这种想法是对能量采集技术的“误解”。能量采集的重点并不是发电本身，而是采用该机制的产品能够省去更换一次性电池、布线、维护的麻烦。

　　小型产品和大型产品的性能均得以提高

　　在把能量采集投入实用的过程中，蓄电器件是公认的重要器件之一。薄型锂离子充电电池和最近为能量采集开发的双电层电容器（EDLC）等已经问世。精工电子（SII）已经实现了EDLC的产品化，该产品的内阻不到以往产品的1/3，漏电流仅约为以往产品的1/10。已于2012年7月开始量产，预定年产500万个。

　　其实，EDLC性能的提升并非仅限于小型产品。举例来说，日本Chemi-Con公司使其EDLC“DLCAP”的新产品——“DXE”系列的内阻降低到了该公司以往产品的一半以下。而且，锂离子电容器也在改进之中，JM Energy公司就开发出了内阻仅为以往产品1/3的“ULTIMO”新产品。

　　内阻小的优点

　　随着性能的提高，超级电容器的应用范围正在稳步扩大。其中最具代表性的是马自达预定为2012年上市的车辆配备的减速能量再生系统“i-ELOOP”将采用EDLC。除了汽车领域之外，EDLC与可再生能源的结合也值得关注。

　　在下面的照片中，大家可以看到建筑入口附近设置了太阳能光伏板。

　　

　　这是东京农工大学小金井校区设置的太阳能光伏板与EDLC相结合的LED路灯。大家请注意太阳能光伏板安装的角度，光伏板与地面保持垂直，这样做似乎是为了实现免维护，防止落叶和垃圾堆积。在寒冷地区，这样做还有防积雪的效果。

　　但是，与角度正对太阳的太阳能光伏板相比，其发电效率偏低。如果发电量小，在使用内阻大的锂离子充电电池储存电力时，电力损耗就会增大。

　　在此发挥作用的将是超级电容器，因为其内阻远小于锂离子充电电池，所以只需加载低电压即可充分蓄电。内阻小的优势在频繁充放电之时也能够体现出来。由此看来，说“锂离子充电电池是最好的大容量蓄电器件”还为时过早。