青海省大通縣第二完全中學(xué) 王偉棟

一、研究背景

我國目前主要靠火力發(fā)電，但火電資源損耗大，且發(fā)電效率低。又因為化石能源較少，且不可再生，有資源枯竭的趨勢。因此，早日開發(fā)新能源可以有效減少化石資源的損耗，更加有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

我的家鄉(xiāng)青海省地處青藏高原腹地，被譽為“三江之源”“中華水塔”，蘊藏著豐富的水力、風(fēng)、光等清潔能源資源，發(fā)展清潔能源優(yōu)勢突出。尤其水力資源總量非常大，可利用率高，具備逐漸開發(fā)水力等清潔能源替代傳統(tǒng)火力發(fā)電的條件。

但就目前情況來看，其水力資源并未得到充分利用。全省僅有幾個大型發(fā)電站以水力發(fā)電。數(shù)量眾多的廣闊支流水系，因為地勢險峻不易興修水電站，或者過于平緩發(fā)電效率低，而未被開發(fā)利用。如何因勢充分利用這些水力資源進(jìn)行發(fā)電呢？根據(jù)這些水力資源的特點，我設(shè)計了一種摩擦發(fā)電球。它可以很好地利用上述水力資源進(jìn)行發(fā)電，而不受水流緩急及地勢險峻等因素的影響。

二、設(shè)計內(nèi)容

摩擦發(fā)電球由震動片、發(fā)電機(jī)、傳導(dǎo)器構(gòu)成。發(fā)電球外殼使用抗凍材料，保證其使用壽命。內(nèi)部含有可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)。將發(fā)電球連接成網(wǎng)放置在河道或者湖泊中，水沖擊發(fā)電球引起發(fā)電球震動，帶動小型發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，達(dá)到發(fā)電的目的。傳導(dǎo)器將多余的電能輸送并貯存在電容器之中。

它可以將水能、潮汐能、波浪能轉(zhuǎn)化為電能貯存起來，并將多余的電能收集在電容器中，通過電網(wǎng)輸送到需要的地方。在冬天水面結(jié)冰時，溫度過低，它還可以自身放熱防止被損壞，延長使用壽命。發(fā)電球之間采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以方便水中的生物通過，不會影響水域生物的正常生活，對環(huán)境友好。

三、應(yīng)用價值

在廣大水域或者不便于興修水壩的地方，通過大面積鋪設(shè)這種水力發(fā)電球，利用水力發(fā)電，可減少化石能源的損耗和污染物的排放，而且方便實用，實現(xiàn)資源的高效利用。

以北川河為例，在大通到西寧這一段河流的平均深度為2.7 米，而且河流底部較平緩，河流落差小，不適合興修大型水電站。由于河流流量較大，且汛期時間長，適合用發(fā)電球發(fā)電。可利用水下0.5 米～2.1米的部分，鋪設(shè)發(fā)電球網(wǎng)，利用所發(fā)的電供路燈使用。如果在省內(nèi)每條這樣的可利用河流內(nèi)都鋪設(shè)發(fā)電球網(wǎng)進(jìn)行水力發(fā)電，積少成多，將不僅滿足省內(nèi)需求，還可通過供電網(wǎng)運輸?shù)酵馐?，實現(xiàn)資源的高效利用。