英國研究團(tuán)隊利用重力發(fā)光 節(jié)能效率驚人
更新時間:2014-06-23 08:10
來源:第一財經(jīng)周刊
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英國設(shè)計團(tuán)隊希望通過一盞用重力發(fā)光的燈來解決15億人的照明問題,并且實(shí)現(xiàn)消除貧困和環(huán)境保護(hù)。
在所有人都在談?wù)撘苿踊ヂ?lián)網(wǎng)的時候,這個世界上還有一些發(fā)展中的地區(qū)面臨著沒有電力的困境—約占世界總?cè)丝诘?0%的15億人沒有可靠的電力供應(yīng)。他們主要的照明工具是煤油燈,它既不安全,又會對環(huán)境造成巨大破壞。
英國設(shè)計與創(chuàng)新機(jī)構(gòu)Deciwatt針對這樣的情況推出了一款重力節(jié)能環(huán)保燈,能在任何時間、任何地點(diǎn)提供照明。設(shè)計Martin Riddiford和Jim Reeves花了4年時間設(shè)計這款重力燈,它的主要組成部分有一個燈具和一個沙袋,借由一個帶發(fā)動機(jī)的滑輪裝置,使用者只需花3秒鐘,把懸掛在繩子末端的重物提至頂端,這款環(huán)保燈就能夠把重物向下滑落的重力轉(zhuǎn)化為電能,并持續(xù)實(shí)現(xiàn)30分鐘的照明。也就是說,花3秒鐘把沙袋抬起,然后把一切交給重力,就能擁有30分鐘的光明,并且可以反復(fù)這么做。
重力燈不需要陽光或者電池,也沒有任何后續(xù)費(fèi)用,而整個裝備的現(xiàn)造價大約在10美元左右,未來如果能實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn),生產(chǎn)成本也許能低于5美元。
設(shè)計者M(jìn)artin Riddiford和Jim Reeves都是倫敦設(shè)計公司therefore.com的員工。設(shè)計重力燈并不是他們的常規(guī)業(yè)務(wù),而是接受了針對非洲貧困地區(qū)提供太陽能環(huán)保燈的英國慈善機(jī)構(gòu)SolarAid的一項設(shè)計挑戰(zhàn)—設(shè)計一款10美元以下的LED燈,以取代危險并且污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)煤油燈。于是,Martin和Jim開始試驗各種各樣的環(huán)保燈設(shè)計,測量它們的發(fā)電量及成本。在多次試驗后,他們意識到不能依靠太陽能和電池來做動力,他們需要重新思考能源的來源問題。對于Martin和Jim來說,他們需要更常見、更便宜—最好在這個地球上無處不在—的能源,比如重力。
當(dāng)然,在想到重力之前,他們也研究過風(fēng)力或者人工動力,比如腳踏或者手搖,但是這些資源都沒法在“時間花費(fèi)”和“電力生成”之間實(shí)現(xiàn)合適的比率。
最終成型的重力燈原型機(jī)能點(diǎn)亮0.05W到0.1W之間的燈泡,而其具體亮度取決于所懸掛重物的重量,在重物下落的各個階段也有微小的照明差距,然而即使是最低的亮度級別,也高于傳統(tǒng)的煤油燈亮度。
2012年11月,在原型機(jī)設(shè)計完畢之后,重力燈項目從實(shí)驗室走進(jìn)真實(shí)世界,然而它卻面臨著被擱置的風(fēng)險—如果設(shè)計師找不到資金來生產(chǎn)和分發(fā)至少1000盞重力燈的話。
于是,Deciwatt組織在眾籌網(wǎng)站Indiegogo上發(fā)起眾籌,希望能籌集最少5.5萬美元,以制造出至少1000個重力燈,然后免費(fèi)分發(fā)給非洲和印度的貧困地區(qū)作為該項目的第一次測試。這次籌款從10美元到5000美元不等,貢獻(xiàn)50美元以上,自己也能得到一盞重力燈。在上線一個月之后,Indiegogo上就募集到了18萬美元,而到2013年1月15日項目結(jié)束之時,重力燈的總?cè)谫Y將近40萬美元。
Martin Riddiford在接受美國全國公共廣播電臺(NPR)的采訪時說:“眾籌最美妙的一點(diǎn)是,我們能和世界各地的人們連接—比如說一大群大方的美國人,美國人幾乎占出資方的50%—還有一些本身就在發(fā)展中國家,愿意幫我們分銷或者幫助我們做這項研究的機(jī)構(gòu),你一下子就拿到了錢,并且和這個世界連接了起來,這對重力燈后續(xù)的研究和銷售都有好處。”這筆資金以及資本背后人們顯露出的熱情讓Martin和Jim有了更多將設(shè)計帶進(jìn)現(xiàn)實(shí)的信心,他們又花了約一年時間測試原型機(jī),然后開始尋找合適的制造合作伙伴。
在重力燈從2013年1月眾籌成功后不定期更新的進(jìn)度日志里,可以看到重力燈如何一步步制造并被分發(fā)。2月,Deciwatt在中國找到了供應(yīng)商,開始批量生產(chǎn);6月,Deciwatt組織在最后時刻找到了戶外裝備生產(chǎn)商科爾曼(Coleman)來提供重力燈中沙袋部分的生產(chǎn);而在2014年新年伊始,首批1000盞重力燈開始向貧困地區(qū)和支持者分發(fā),每盞燈的成為約為6.5美元。
2014年1月14日的進(jìn)度日志里,Deciwatt和所有支持者們分享了重力燈是如何在利比亞、危地馬拉、菲律賓和印度改變貧困人群的生活的故事。
然而,重力燈能實(shí)現(xiàn)的并不僅限于此。
在Indiegogo的籌資頁面上,Martin和Jim寫到:“世界銀行估計,由于用煤油照明,結(jié)果使7.8億婦女和兒童吸入煙霧,而他們吸入的煙霧量相當(dāng)于每天抽2包香煙。發(fā)展中國家中60%成年女性肺癌受害者不抽煙。這些煙霧還會造成眼部感染和白內(nèi)障。燃燒煤油還伴隨著財政負(fù)擔(dān)。單從用煤油照明來算,這種燃料就花掉一個家庭10%到20%的收入。這種負(fù)擔(dān)使人們陷入一種勉強(qiáng)糊口的永久生活狀態(tài),而購買照明燃料也成為他們的日常需要。”而重力燈不僅可以消除煤油燈的諸多危險,還可以為使用者省下燃料費(fèi)用并且維持他們的健康,從而幫助他們脫貧。
而從全球可持續(xù)發(fā)展與氣候變化的角度來看,傳統(tǒng)的煤油燈不僅燃燒消耗地球上有限的化石燃料資源,它也會成為二氧化碳排放量的巨大負(fù)擔(dān):一盞煤油燈如果每天使用4小時,一年就會向大氣中排放100千克的二氧化碳。在測試之后,Deciwatt希望可以在2014年第二季度開始,在全球范圍內(nèi)招募合作生產(chǎn)伙伴,通過規(guī)模化的生產(chǎn)降低成本,向NGO、商業(yè)批發(fā)商、救援組織提供有利潤空間的批發(fā)價,從而維持公司的經(jīng)營成本。Deciwatt也會在網(wǎng)上向發(fā)達(dá)國家零售休閑用的重力燈。作為一家設(shè)計公司旗下的非盈利組織,Deciwatt會將收入投入到進(jìn)一步的研發(fā)和向最偏遠(yuǎn)地區(qū)免費(fèi)提供重力燈之類的事項上。
重力燈在2013年獲得了世界范圍內(nèi)廣泛的贊譽(yù),獲得了“《時代》雜志2013年最佳25項發(fā)明”、“CNN2013年10項改革創(chuàng)新”在內(nèi)的多個獎項,同時獲得此類獎項的,還有Google Glass這樣的產(chǎn)品。
然而對于Martin Riddiford來說,這盞燈只是一個象征,或者說只是驗證他的設(shè)計理念的第一步。他的最終目標(biāo)是,如何“用更少實(shí)現(xiàn)更多”。
在Deciwatt的網(wǎng)站上,Martin援引了類似于摩爾定律的庫梅定律(Koomey‘s Law),即每隔18個月,相同計算量所需要消耗的能量會減少一半。這讓Martin相信,相對簡單的設(shè)備的運(yùn)作會漸漸需要更少的能量,從而使制造一系列相對簡單、靠非傳統(tǒng)方法獲得動力的設(shè)備成為可能。Martin對科技新聞網(wǎng)站The Register說:“我們做了一些項目,它們在節(jié)能方面都有十分驚人的效率。數(shù)字時代使產(chǎn)品對能源的需求變得非常大,但現(xiàn)在出現(xiàn)一個逆轉(zhuǎn)局面,人人都追求低消耗產(chǎn)品。”而如此看來,重力燈是一項實(shí)驗作品,也是一種思維方式。
Deciwatt團(tuán)隊現(xiàn)在正研究用重力燈技術(shù)為其他設(shè)備甚至手機(jī)提供動力,并希望重力燈的發(fā)電設(shè)備能夠成為一種開放式的終端,圍繞著它建立一系列配件,從而復(fù)制出整個電力網(wǎng)絡(luò)。“我們進(jìn)行長期研究的最終目標(biāo)是,使電力不足的地方用上這種成本非常低的電力網(wǎng)。即使非常遙遠(yuǎn)的地方,也能用得上。”
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