6個天才的能源創意

●D a v i dA m st e r -Ols z e ws k i的「太陽能花園」讓無法安裝屋頂電池板的用戶也能投資太陽能。

●三位智利女士的發明利用了經植物光合作用轉化後流入土壤的太陽能。

●I n n aB ra ve rma n公司建造了歐洲首個連接電網的波能電站。

●今年，A rth u rK a y的「生物豆」公司可以將全英國10 %的咖啡渣加工成燃料。

●如果J o hnD a b iri的構想得到證實，差點被淘汰的小型風力發電機將捲土重來。

●S anw alMu n e e r在賽車跑道邊萌生了利用飛馳汽車產生的氣流的靈感。

從社區「太陽能花園」、咖啡渣加工的燃料、捕捉馬路上的汽車產生的氣流的風力發電機，到插入土壤就能給手機充電的裝置，8位年輕的發明家通過他們創新構想為綠色清潔能源提供了更多選擇。

靈感可能來自最古怪的地方。在很多情況下，思想的火花可能在最平凡的時候迸發。但是真正的創新者和我們這些凡人的最大區別在於，發明家會抓住偶爾萌生的點子，緊追不放，而我們大多數人因為懶得思考而放棄轉瞬即逝的靈感。

本文中介紹的八位年輕發明家的靈感也源於最尋常的場合。其中一人收到母親的一句評論的啟發自己創業。另一人的偉大創意源於一杯陳咖啡。第三人在跑道邊突然迸發靈感。還有一人在觀看魚群遊動的時候大徹大悟。還有三位智利女士因為手機沒電激發了她們的發明天賦。

1太陽能花園

大衛·阿姆斯特-歐斯祖斯基很慶幸聽了媽媽的話。

幾年前，在為加州一家能源公司工作時，母親對他說，希望使用太陽能，但不能接受將電池板安裝在房頂上。母親的這句評論讓他開始思考。

不久之後，他聽說科羅拉多州通過一條支持「社區太陽能」的新法律。得知這一消息後，29歲的阿姆斯特-歐斯祖斯基搬回了科羅拉多州斯普林斯市並創建了一家名為SunShare（分享太陽）的公司，開始推行「太陽能花園」———類似社區花園，不同的是業主或企業無需照顧植物，而是購買太陽能電池板的股份。然後，根據電池板的發電量獲得電費積分。如果發電量大於用電量，剩餘積分計入下個月電費。

SunShare的第一個太陽能花園位於斯普林斯市郊區，是全美最早一批社區太陽能花園之一，很快就推廣開來。短短3個月內，公司將太陽能電池板賣給了300位顧客。公司將總部遷到丹佛地區，又建立了多個太陽能花園。2014年，SunShare明尼蘇達州辦事處開業。與此同時，由於太陽能的成本不斷下跌，而很多業主和租戶無法安裝屋頂電池板，太陽能花園在美國迅速流行開來。目前已經有89個社區太陽能分享項目在美國25個州啟動。

2海洋波能開發

在可再生能源開發方面，風能和太陽能吸引了大多數人的注意力，海浪則少人關注。因娜·布雷弗曼決定改變這一現狀。

29歲的布雷弗曼是E coW ave Pow er（生態波能）公司的創始人兼市場總監。這家以色列公司已經成為海浪能源利用領域的世界領導者。大海的波浪源源不斷，永不停息，不受白天和夜晚的影響，是潛力巨大的可再生能源。Eco W ave Pow er的技術首先將波浪的動能轉化成壓力，用於推動發電機。理論上，一座不到0.5平方英里的海洋波能發電站的發電量足以滿足2萬戶的電力需求。然而這一技術也存在不少障礙，比如高昂的成本、輸送電能的海上線纜可能對海洋生物造成危害，當然，如何設計出能夠高效捕捉海浪動能的浮標也是個艱巨的挑戰。經過多年開發測試不同設計方案後，EcoW ave Pow er終於推出兩款裝置，「W ave Clapper」（波浪拍板）和「Pow erWing」（動力翼）。它們可自動適應不同波浪高度，確保更穩定的能源生產，還裝有感測器，檢測來襲風暴，調整浮標高度，避免設備損害。

5月末，這些創新的波能捕捉裝置被安裝在直布羅陀海岸一個小型突堤上，開始試運行。這是歐洲首個連接電網的波能電站。下一個Eco W ave Pow er可能建在中國沿海，公司已經開始了和中國海洋大學的合作。

3游魚和風能

提到風能，人們立刻會聯想到巨大的渦輪機。但斯坦福大學科學家約翰·達比瑞多年前就提出，使用密集排列的小型垂直軸渦輪機可能是更好的方案。

這一切要從達比瑞的另一項研究說起。在加州理工大學任教時，達比瑞注意到，相比單獨行動的魚兒，魚群中的魚所受的海水阻力更小。這讓他開始思考，如果模仿魚群排列風力渦輪機，是否會取得類似的效果。

他的理論顯然不適合常見的頂端有旋轉葉片的大型風力渦輪發電機。這種發電機相互不能靠得太近，否則會產生亂流，降低發電效率。但距離限制導致大量空間浪費，有時兩個渦輪機相距達1英里。

於是，達比瑞開始研究參照魚群遊動模式的呈鑽石形排列的小型蝸輪機。如果他的推斷正確，這種高30英尺（而非300英尺）的垂直軸渦輪機可近距離密集排列，遠比傳統風力發電機節省空間和土地。今年春天，達比瑞發表了支持這一理論的研究報告，提出如果在傳統風電場的空隙安裝這種成組排列的小型垂直軸蝸輪機，可提高總風電產量32%，還能讓大型蝸輪機的效率提高10%.

雖然目前還只有電腦模擬結果的支持，最終，達比瑞的方法可能讓小型蝸輪機重獲新生。按照傳統的排列方式，小型蝸輪機效率太低，幾乎被完全淘汰。如果小型蝸輪機成功復興，達比瑞說，它們還有另外一個好處：對鳥類和其他野生動物的威脅較小。

4咖啡渣能量

阿瑟·凱伊的人生因一杯咖啡發生變化。他注意到一杯過夜的陳咖啡的表面出現了一層油膜，「這東西是從哪冒出來的？」帶著這個問題，他做了些研究，發現咖啡的卡路里含量高於木材，能釋放能量。

於是凱伊（現年25歲）果斷結束了自己短暫的建築師生涯，創建了一家叫Bio-Bean（生物豆）的公司，致力於變廢為寶，將咖啡渣變成能源。今天，這家總部位於倫敦的公司從全英國的咖啡店、餐廳、寫字樓和火車站收集咖啡渣，將它們加工成燃料小球，用做廚房燃料或是給大樓供暖。

凱伊估計，今年，「生物豆」公司可以將全英國10%的咖啡渣（約5萬噸）加工成可燃產品。除了燃料球，公司還推出了燒烤用的咖啡油磚和壁爐用的咖啡圓木。這種咖啡渣加工的燃料在燃燒時並不會散發咖啡的味道，但這並不是重點。凱伊認為，在人們扔掉的垃圾中存在很多沒有開發的潛能。事實上，「生物豆」正在研發另一種生物柴油燃料，按照他的設想，在不久的將來，這種用咖啡渣加工的燃油將用於驅動倫敦的公交車。

5用土壤充電

在高度聯通的現代社會，手機沒電可能讓一些人產生絕望的想法。「為什麼這些樹上就不能安一個插座呢？」卡米拉·拉普切奇對好友伊芙林·阿拉維拉和卡羅琳娜·格雷羅說。當時三人的手機都沒電了。

大多數人都會一笑了之，將發電樹木的想法拋之腦後。但這三位智利學生不肯罷休。做了一些研究後，她們發現這並非異想天開。植物通過光合作用將陽光轉化成化學能，其中部分能量流入周圍的土壤。三人發明了E-K aia裝置收集這部分流入土壤的能量。

E-K aia包括一個生物迴路和一個捕捉土壤中的電子的電極。使用時只需將它放到土中，就收集電能，且不會傷害周圍的植物。雖然只有5伏特，已經足夠給手機、LED燈或風扇使用，約1個半小時就能給手機充滿電。在智利經濟開發署的資助下，三位女士（現在都成了工程師）希望年底前將這款產品推向市場。

6捕捉公路氣流

幾年前，桑瓦·穆內爾在馬來西亞賽車跑邊，感到飛馳而過的汽車產生的氣流。他開始思考，也許可以將這種快速移動的車輛產生的氣流利用起來。不久，這個想法變成了一家名叫「Capture M obility」（移動捕捉）的初創公司。

公司的產品是一款螺旋形渦輪機，安裝在公路中央隔離帶或高速公路沿線，專門捕捉路過車輛產生的氣流，將其轉化為電能。除了附帶小型太陽能電池板，這款裝置還配備了可拆卸過濾器，幫助清除車輛產生的部分污染物。電池完全充滿後可提供1千瓦電能，夠兩盞燈或一台電扇使用40小時。穆內爾設想，在未來，這發明能夠為發展中國家的鄉村地區提供電力，在城市中則可為交通燈或公路標誌供電。

去年，穆內爾的公司從巴基斯坦遷到蘇格蘭，它的第一個渦輪發電機正在蘇格蘭東部海港丹地的某條公路上接受測試。

原載：h ttp://www.sm ithsonianm ag.com /

原文：R andy R ieland

編譯：宇

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