汪徽俊　王亞琪　金丹

摘 要 隨著科技的發(fā)展，人口的增多，能源愈發(fā)枯竭，隨之而來的能源問題也是逐漸受到大眾的關(guān)注，傳統(tǒng)的能源發(fā)電面對(duì)越來越大的需求，在這種情況之下，新能源的開發(fā)和使用顯得迫在眉睫?，F(xiàn)在社會(huì)上主要的新能源發(fā)電有以下幾個(gè)產(chǎn)業(yè)如：風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐能發(fā)電。這是一個(gè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)的大潮流，而壓力發(fā)電方面的研究也在一直在進(jìn)步發(fā)展，壓力發(fā)電是將壓力能轉(zhuǎn)化變成現(xiàn)在最常用的電能，基于壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置在未來毫無疑問具有廣闊的市場空間和發(fā)展前景。能源問題作為當(dāng)代不可避免的話題之一，必須給予足夠的重視，相信給予壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置在新能源潮流之中能夠脫穎而出。

關(guān)鍵詞 壓電效應(yīng) 壓力發(fā)電 綠色

中圖分類號(hào)：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1壓力發(fā)電的背景及現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展，人們對(duì)能源的使用需求也在持續(xù)增長。我國是能源消費(fèi)的大國，面對(duì)新時(shí)代下環(huán)境與能源的雙重壓力，開發(fā)利用可再生能源成為全球能源界的共識(shí)，壓電產(chǎn)品發(fā)電作為一個(gè)安全可靠的可再生能源，具有綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。由于風(fēng)能，核能，潮汐能的局限性，在當(dāng)前能源、環(huán)境問題日益突出的大背景下，壓電發(fā)電和太陽能一樣，因其廣闊的發(fā)展空間收到世界各國的廣泛重視。世界各國也出臺(tái)了多個(gè)相關(guān)法律和政策來鼓勵(lì)和扶持新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。基于壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置技術(shù)的研究也在迅速發(fā)展。在“十一五”計(jì)劃中，我國政府提出了要加快對(duì)生物能、太陽能、風(fēng)能等其他可再生能源的開發(fā)，故基于壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置及衍生產(chǎn)品具有巨大的市場潛力。

近幾年，基于壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置及衍生產(chǎn)品研究出現(xiàn)了百家爭鳴的現(xiàn)象，以下是目前主流的基于壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置及衍生產(chǎn)品的研究。

1.1壓力發(fā)電鞋

現(xiàn)在多數(shù)的壓電發(fā)電裝置都是以發(fā)電鞋這個(gè)方向進(jìn)行研究制作。如壓電保暖鞋，壓電照明鞋，通過把壓電材料和發(fā)電裝置置入鞋底，利用人在行走時(shí)腳對(duì)鞋底的擠壓使得壓電材料發(fā)生壓電效應(yīng)進(jìn)而產(chǎn)生電流，最終達(dá)到保暖，照明等目的。

1.2壓電發(fā)電型運(yùn)動(dòng)衣

日本的科學(xué)家同樣是利用壓電效應(yīng)原理，將微型壓電片與衣服的布料相結(jié)合，利用人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)使衣物產(chǎn)生抖動(dòng)形變，從而產(chǎn)生電流儲(chǔ)存。

1.3壓電發(fā)電型電池充電器

維基尼亞科學(xué)家HENRYA.SODANO等在比較利用電容存儲(chǔ)電能不足的前提下，第一次證明了利用壓電材料制作的發(fā)電系統(tǒng)給電池充電的可行性。并且得出壓電振子在諧振工作條件下給一個(gè)40mAh電池充電時(shí)間不到1h，利用隨機(jī)頻率充電需要1.5h的結(jié)果。這項(xiàng)研究結(jié)果使利用壓電材料進(jìn)行能量收集的方法更加趨于實(shí)用化，同時(shí)也擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

1.4利用公路路面振動(dòng)進(jìn)行壓電發(fā)電

以色列科學(xué)家海姆阿布拉莫維奇稱該技術(shù)可以讓汽車在耗能的同時(shí)也能產(chǎn)生新的能量，這項(xiàng)技術(shù)的奧秘在于路面下鋪設(shè)了一種特殊的材料——微型壓電晶體，這種壓電晶體在受到擠壓變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量電量，而當(dāng)成千上萬個(gè)壓電晶體被植入公路表面時(shí)，公路便可產(chǎn)生巨大的電能。研究人員還表示，這種發(fā)電系統(tǒng)的具體發(fā)電能力取決于路面上通行車輛的數(shù)量、重量和行駛速度，理想情況下每千米路段每小時(shí)的發(fā)電量可達(dá)400kWh，足以供應(yīng)800戶人家的日常用電需求。

1.5潮汐能是壓電材料發(fā)電

美國新澤西的一家研究海洋動(dòng)力技術(shù)的機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了一種把壓電聚合物置于海水中，即可利用海浪和洋流的產(chǎn)生的潮汐能來使壓電聚合物產(chǎn)生電流。根據(jù)他們的研究成果，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)100MW的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電量可以為一個(gè)2萬人的城市發(fā)電，這對(duì)于成本較高的壓電發(fā)電機(jī)是一個(gè)巨大的機(jī)遇，因?yàn)槌毕苁遣粫?huì)枯竭的，相比較傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，不僅省去了巨大的成本而且在耐用度方面也是超越了前者。

2壓電裝置及衍生產(chǎn)品在市場的應(yīng)用

雖然現(xiàn)在全球市場的主流還是傳統(tǒng)能源發(fā)電及應(yīng)用，但是眾所周知，面對(duì)能源與環(huán)境的雙重困境，能源產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展方向已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。在壓電發(fā)電的產(chǎn)品研究中，雖然目前已有眾多技術(shù)方案，但尚未達(dá)到完全定型的階段，核心專利群還有待完善，該領(lǐng)域的國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系還尚未完成。市場正處于較大的空白區(qū)，故需要按照消費(fèi)者的地理人文及消費(fèi)習(xí)慣進(jìn)行市場劃分。兵法有云：“分而蠶食”。在商場上更是如此，新型企業(yè)產(chǎn)品和傳統(tǒng)企業(yè)產(chǎn)品相比，在資金、技術(shù)、人員、營銷、管理、售后等方面，均處在劣勢。所以想要在市場上生存，進(jìn)行市場細(xì)化、選擇目標(biāo)市場可以大幅度提高市場競爭力。

3結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)全球化的今天，傳統(tǒng)能源的需求和使用日益增長。面對(duì)新時(shí)代下環(huán)境與能源的雙重壓力，基于壓電效應(yīng)的壓力發(fā)電裝置及衍生產(chǎn)品的市場空間將會(huì)更加廣闊，而競爭也會(huì)愈發(fā)激烈。本文從壓電效應(yīng)的基本原理、壓力發(fā)電的背景及現(xiàn)狀、壓電裝置及衍生產(chǎn)品在市場的應(yīng)用三個(gè)方面，針對(duì)壓力發(fā)電裝置及衍生產(chǎn)品在市場上的應(yīng)用意義進(jìn)行了介紹。筆者相信，在不久的將來，基于壓電原理的壓力發(fā)電裝置及產(chǎn)品將會(huì)帶來全新的商業(yè)前景，對(duì)于中國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略又是一個(gè)新的選擇。

參考文獻(xiàn)

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