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[导读]能量收集是一个热门话题,而且应该是。在许多情况下,它可以让电路获得“自由”能量,这些能量既可用又会被热耗散或以其他方式浪费。示例包括使用环境振动通过压电元件为数据收集传感器供电,或收集空气中的射频能量用于类似用途。

能量收集是一个热门话题,而且应该是。在许多情况下,它可以让电路获得“自由”能量,这些能量既可用又会被热耗散或以其他方式浪费。示例包括使用环境振动通过压电元件为数据收集传感器供电,或收集空气中的射频能量用于类似用途。

但我认为,有时也会使用收获标签,作为实用性、有效性或技术现实非常可疑的项目的一个替代品。如果您还可以与另一个热门话题(例如混合动力汽车)联系起来,那就更有吸引力了。

一个这样的例子是能量收集自行车,几年前在麻省理工学院开发,现在正在获得大量资金。这当然是一个有趣的工程设计挑战,但作为一个真正的产品:对不起,你可以把我排除在外。

然而最近有报道称,总部位于马萨诸塞州剑桥市的Superpedestrian已获得超过 200 万美元,用于将其所谓的“混合动力自行车”商业化,该自行车可将任何自行车变成电动混合动力车。它通过使用一个特殊的后轮(他们称之为哥本哈根轮)来捕获制动过程中损失的能量。

正如数百万辆 HEV 和 EV 汽车所展示的那样,我们知道再生制动是一种获取能量的有效方式。但这是一个非常不同的情况。在自行车上,骑手消耗的大部分能量都损失在滚动摩擦、机械摩擦,尤其是空气阻力上,所有这些都是不可恢复的。空气阻力是最糟糕的损失者,因为它的损失随着速度的平方而增加,因此大量的踩踏能量永远不会回来。

此外,如果大多数骑自行车的人关注道路和整体情况,他们根本不会过多地使用刹车。相反,他们调整踩踏节奏以放慢速度。当然,有时候你必须刹车,甚至是用力刹车,但是有多少能量可以恢复呢?

尽管如此,不劳而获的吸引力,无论是真实的还是想象的,都是非常强烈的。如果这个设计做得很明显,把特殊的后轮用作小型发电机,我可以理解。适度的踩踏需要 50 到 150 W 之间的功率,因此可以期望骑手再做 5% 到 10% 并获得一些适度的能量来储存——但是,这将是骑手真正的工作,而不是诱饵通过再生制动获得免费能量。

如果您进行适当的能量输入/输出平衡,我怀疑特殊 Superpedestrian 车轮增加的重量需要比系统捕获的更多的能量。这些所谓的混合动力自行车可能看起来很时髦和有道德,但物理定律忽略了这些方面。

真正有意义的是我见过的许多电动自行车,其中一个中型可充电电池被夹在车架的下管或座管上,后轮毂被一个小型电机取代。这允许骑手在踩踏板的同时获得辅助,或者在踩踏板休息时停止踩踏板并以 10-15 英里/小时(15-25 公里/小时)的速度行驶。



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