可以救命的太阳能飞艇

发布时间:2013-2-12 10:24    发布者:1770309616
关键词: 太阳能 , 飞艇

  加拿大企业家戈德索尔一直梦想打造一艘太阳能飞艇,用于向非洲边远地区运输物资。现在这个梦想即将成为现实。

  在战火纷飞的中非民主刚果共和国的热带雨林上空,一艘太阳能驱动的飞艇正在飞行,它好像刚刚从科幻影片中飞出来,对大多数人而言,这大概是一幅很难想象的画面。然而,过去30年,这一直是加拿大企业家杰伊·戈德索尔的愿望。从高中时代开始,他就梦想着建造一艘太阳能飞艇,用于向非洲边远地区投放物资。现在,他的这个宏伟计划开始看到实现的希望。

  “飞艇的历史比无线电和汽车还要悠久,”戈德索尔说,“但是还没有人尝试过飞艇的这种用途。”为了实现梦想,他在多伦多创建了太阳能飞艇(SolarShip)公司。

  戈德索尔的飞艇是传统飞机和飞艇的结合体,飞艇的顶部铺满太阳能电板,提供一个电动马达所需全部动力,马达带动螺旋推进器,为飞艇的起飞、巡航和降落提供必要动力。巨大的气球内部将填满氦气。氦气的浮力可抵消太阳能电板的重量

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  这艘太阳能飞艇的最大优势是它能在几乎任何地方降落。可以抵达地球上交通最困难的地方。不同于飞机或传统飞艇,足球场大小的地方就能满足它的起飞和降落。这样的地方在非洲几乎都可以找到。

  迄今为止,戈德索尔的公司已经成功制造出3艘大小各异的太阳能飞艇,用于在加拿大北部荒凉地区运送物资。这一切让戈德索尔相信,他的飞艇是向非洲边远地区运送重要物资的绝佳选择。

  运送药物、疫苗等紧急救援物品的最大挑战是通路。小型丛林飞机和悍马越野车一直被用于向最闭塞的地区运送人道救援物资,但它们能够抵达的地方也是有限的。比如,在民主刚果共和国的东部,茂密的丛林和连绵的群山使得最小型的飞机也很难找到降落地点。多数乡村道路都是季节性的。在雨季,也是疟疾、登革热、霍乱等致命疾病传播最迅速的季节,这些道路根本无法行驶。如果汽车被困,或者汽油耗光,整批冷藏的疫苗(必须保存在一定温度之下)都会报废。

  即使没有道路和跑道,太阳能飞艇也可将重要物资送到这些密林地区。戈德索尔说,它可以解决“最后一英里问题”(原来用于形容让边远用户连接上通信网络的困难)。在国际救援世界里,解决最后一英里的问题往往意味着生与死的差别。

  “这个项目的目的是运送药品,挽救人们的生命,”戈德索尔的前同班同学,来自布隆迪的迈克尔·鲁格玛在一个太阳能飞艇筹款视频中说,“对此,我有深切体会。我的弟弟在距离布琼布拉(布隆迪首都)80公里外的地方突发疾病,他急需药品救治,但却没有等到。”

  虽然有着良好的意图,但一艘巨大的太阳能飞艇是否真能解决非洲的问题?谁来为这艘昂贵的飞艇买单?坦噶尼喀湖漂浮健康诊所(一个用小船向包括刚果东部在内的坦噶尼喀湖周围地区提供医疗服务的组织)创始人艾米·莱曼医生表达了她的疑虑。她认为,一艘人们从没见过巨大的不明飞行物也许会让一些社区不知所措。“刚果西部不是一个外人可以随便进入的地方。”

  莱曼医生的组织使用的多是小船,但他们希望最终能够建造一艘大船。然而,他们却在等待恰当的时机。“因为我们需要先和当地社区熟悉,建立合作关系。”即使使用畅通无阻的空中飞艇,同样也需要先和当地人建立信任。

  但SolarShip并非一个救援组织,而是一家有着社会良知的飞艇制造公司,目标是向人道组织或政府出租或出售一种新型运输工具。然而,他们也许同样会发现,非洲并非他们理想的市场。

  首先,太阳能飞艇并不便宜。一艘30米长、可载重500公斤(足够装载2000人的小镇使用的药品)的飞艇售价100万美元,月租金3万美元。虽然比售价超过500万美元的新型丛林飞机要便宜很多,对于贫困的非洲而言依然是一笔不菲的开支。

  “这个价格显然是针对大机构和基金会的,”莱曼医生说,“但它们往往并非是那些填补‘最后一英里’空白的人。真正深入最前线,知道哪里有足球场的通常是那些小型的草根组织。”她说其他类似的尝试———比如用无人机网络承担类似人道运输任务的matternet计划———也面临同样的问题。

  此外,氦气也是个问题。氦气作为天然气开采的副产品,在最近几年价格涨了一倍多。充满一个容量相当于500个气球的气舱所需的氦气价格从95美元涨到了200美元。虽然在几乎每个非洲城市都可以找到卖气球的商贩,但创造一个可维持一支飞艇运输队运作的氦气供应链却不容易,更不会便宜。

  AirshipVentures公司曾经在加州经营着世界最大的客运飞艇ZeppelinEureka(齐柏林尤里卡)。这艘豪华飞艇主要在加州北部运送游客,去年,在经营4年后被迫停业。公司宣称结业原因为“全球氦气短缺”导致公司运营成本增加,加上长期赞助商的退出。  相比乘坐豪华飞艇旅游,运输人道物资显然更高尚,也更可能赢得资助,但太阳能飞艇同样可能遭遇类似挑战。

  去年,太阳能飞艇公司在群众集资网站IndieGoGo上公开为他们的“非洲任务”筹集资金,目标为100万美元。遵循戈德索尔的理想,飞艇将从开普敦出发,经过维多利亚湖,每500公里停留一次,向周围村庄运送最新药品。在距离最后期限还有20天时,他们才筹集到总计6500美元。然而,戈德索尔说,如果公开筹款失败,已经有投资者表示愿意提供100万美元。

  “很多人曾经尝试让飞艇再度复兴,”戈德索尔说,“但是由于技术局限,最终这些项目都半途而废。当你尝试用新技术挑战重力时,一切都必须经过仔细检验,然后才能把它送上天。”

  那么,他们凭什么能在其他人失败的地方获得成功?“坚持不懈”,他说,“我们建造,实验,建造,实验,反复尝试,现在终于掌握了正确方法。”(南都网)


加州大学戴维斯分校研发新型更高效光伏电池


  加利福尼亚州大学戴维斯分校( University of California, Davis)研究人员发现,运用一种奇异形式的硅材料可以大幅提高太阳能电池的转换效率。

  研究人员对此进行了计算机仿真模拟实验,并将研究论文发表在世界闻名的物理学顶级学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)2013年1月25日期刊上。  加州大学戴维斯分校化学教授(论文作者之一)Giulia Galli表示,传统太阳能电池每个光子可产生一个电子空穴对。理论上,传统太阳能电池最高转换效率为33%。但如今,这一激动人心的新途径可以提升电池转换效率,;令每个光子产生一个以上的电子穴对。

  最高转换效率可提升至42%

  加州大学戴维斯分校博士后研究员Stefan Wippermann表示:“该方案可令电池的转换效率提升至42%,远超当前太阳能电池的转换效率。这可是一个大事件。”

  Wippermann补充道:“事实上,我们有理由相信如果抛物柱面镜被采用,将太阳光集中在这类新型太阳能电池中,转换效率可达70%。”

  研究人员模拟了这个名为硅BC8的硅结构变化行为。该硅结构在高压下形成,在常压下呈现稳定状态,这点类似于金刚石。

  这一计算机仿真实验在劳伦斯柏克莱实验室(Lawrence Berkeley Laboratory)旗下国家能源研究科学超级计算中心运行,并获得1000万小时的超级计算机时间。

  模拟结果显示,即使暴露于可见光之下,硅BC8的纳米粒子每个光子也可产生多个电子穴对。  加州大学戴维斯分校物理教授(论文作者之一)Gergely Zimanyi表示:“这不仅仅是一个学术实验。据Harvard-MIT论文显示,当普通硅太阳能电池受到激光照射,产生的能源所爆发的局部压力足以促使BC8纳米晶体的形成。因此,现有太阳能电池的激光或化学压力处理很可能会制造出效率更高的电池。”

  论文的另两位作者为匈牙利布达佩斯大学 (Budapest University)技术经济系学生的Marton Voros与Adam Gali。(Solarzoom)


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