物理学家认为他解决了电力波动的难题 - 彭博社
Stephen Stapczynski, Jason Clenfield
新竹津
摄影师:Kenji Togo/冲绳科学技术大学院大学
风并不总是吹,云有时会遮住太阳。但海洋呢?它从未停止移动。
这个简单的想法开始让 新竹津 在他搬到冲绳岛的新办公室后很快着迷。作为一名量子物理学家,他对福岛核事故感到震惊,并想知道如何帮助日本摆脱核能。透过窗户看着拍打的海浪,他决定它们是答案:他要利用它们来发电,提供可负担的电力。“海洋是广阔而美丽的,”这位62岁的科学家说。“我们可以利用它的能量。”
花费约10,000美元,这位扎着马尾的教授成功建造了一台小型螺旋桨驱动的涡轮机,但他没有资金进行测试或市场推广。然后在2015年末的一个晚上,在 电视上演示机器后,电话响了。一位名叫山下浩平的房地产大亨想要支持他的发明。
新竹津与波浪能转换器模型。来源:冲绳科学技术大学院大学“我们在谈论的是永恒的能源,24小时不间断,”这位80岁的投资者在东京金融区的套房中接受采访时解释道,那里家族企业共同拥有几座摩天大楼。“这并不容易,但这可能很重要。”
几十年来,波浪能工程师们建造了各种各样的漂浮浮标和水下磨坊来发电,但没有人能够解决成本问题。这些机器的体积与船只一样大,而财务失败同样巨大。在2014年,这一年该行业经历了几起高调破产,一家公司在一艘3000吨的原型沉没在南澳大利亚海岸外。
新竹开始时的计划同样宏伟。你可以称之为自负,但他在职业生涯中取得了几项工程上的胜利,这让他有信心能够成功。
潜水物理学家认为他解决了波浪能的难题
就在2011年他来到这些岛屿的几个月前,他完成了一种叫做X射线粒子加速器的设备的建设,这是一种长达数个城市街区的装置,用于观察物质最小部分内部。这台机器是他为日本国家研究所设计的,耗时多年和4亿美元建成。(早些时候,在斯坦福大学,他发明了一种测量超微激光束大小的仪器。)
还有什么比这更复杂的呢?答案是,试图在冲绳深水区建立一个由300个巨型涡轮机组成的海底农场,以利用海流。一台测试机器显示出希望,但将电力带回岸边所需的长电缆成本高昂,海洋又危险且不可预测,没有投资者愿意接近这个项目。
“这个想法很好,但现实很艰难,”新竹在他的实验室通过电话说道,冲绳科学技术大学院大学。“最后,我认为这个世纪内无法实现。”
小而精
因此,新竹改变了方向。这一次,他尝试了一种更小的设备,输出功率大约相当于家庭柴油发电机。单个设备无法替代核反应堆,但它的优点是价格可承受。另一个现实的让步是设计它坐落在海岸的浪潮中,而不是远离海岸,这样更容易维修。
新竹的波浪能转换器草图。来源:冲绳科学技术大学院大学这台新机器被称为“波浪能转换器”,看起来像一个迷你风车或向日葵。为了耐用性,新竹给它设计了一个灵活的杆和可以在大浪中向后弯曲的涡轮叶片。他用电动汽车电机中使用的标准化部件制造了发电机。
如果这个发明成功,它将成为一个经典案例,解决一个看似难以解决的老谜题,这种情况在科学和工程领域经常发生,肖恩·卡罗尔说,他是马里兰大学的生物学家,写过几本关于科学历史的书。
“对于这些在两个完全不同领域工作的人来说,令人着迷的是,一个领域的经验赋予他们解决问题的能力和洞察力,”卡罗尔说。“你还需要相当的勇气走出自己的领域。这需要一些骨气——不仅仅是智慧,还有一些勇气。”
有一个赞助人也很有帮助。
投资者山下仍然记得第一次在电视上看到新竹和他的设备。“那是一个在水中做着有趣事情的教授,”他说。“我必须联系他。”
左侧是山下浩平,右侧是新竹,拍摄于五月的马尔代夫。来源:国京建筑公司。作为一位石油大亨的儿子,山下已经经营家族的房地产帝国,国京建筑公司数十年,并在医疗设备和其他技术方面进行了一些投资。他还是一名潜水员,常常想知道为什么海洋的能量没有被利用。
这两名男子在2016年夏天相遇,并在一次前往马尔代夫群岛的潜水旅行中达成了合作协议。
马尔代夫测试
山下投资了10万美元,并承诺会有更多资金。通过与马尔代夫政府的联系,他说服了位于小岛Kandooma的假日酒店尝试波浪转换器。像其他所有在环礁上的企业或家庭一样,这家酒店大部分电力依赖于柴油发电机,这些发电机运行成本高且污染严重。
假日酒店总经理约瑟夫·德拉·加塔在一封电子邮件中表示:“如果成功,这个项目不仅对我们的度假村有利,而且对整个马尔代夫都有好处,因为它将大大减少对化石燃料的消耗和依赖。”
测试于5月开始,使用了两个微型涡轮机,慎竹表示这些涡轮机大约能为度假村的160个客房之一提供足够的电力。在接下来的两年内,目标是增加足够的全规模发电机,以供应该物业三分之一的能源。
在马尔代夫测试的两个波浪能转换器。来源:冲绳科学技术大学院大学最终,慎竹设想他的数百台机器半沉在马尔代夫碧绿的海岸线的浪潮中,提供清洁、可靠的电力。下一步将是在日本尝试这项技术,日本多年来一直在其海岸修建巨大的混凝土潮汐防波堤。慎竹表示,这些四足体之间的缝隙可能是他波浪能转换器的完美栖息地。
“没有人成功地从破浪中获取能量,”Shintake说。“但我们已经证明了这一点,使用这些小机器。它们还不够强大,但在圣诞节之前,我们将用两倍大的机器替换它们。然后明年夏天,我们将推出一个新型号,这将是真正的机器。我们在一步一步地前进。”