人類的未來在于可再生能源。但是很多專家們往往更加側(cè)重于大型的太陽能、水力和風能裝置，并通過大范圍的網(wǎng)絡將能量帶給人們。那么為什么不能在使用一些更加小型化的設計，讓人們對新能源的使用本地化，從而節(jié)省了運輸能用的成本？這正是比利時的一家名叫Turbulent的創(chuàng)業(yè)公司想要做的事情。該公司一直致力于開發(fā)小規(guī)模的3D打印渦輪機，這種渦輪機能夠從一條小河中獲得足夠的能量來維持幾個家庭的日常需要，尤其適合偏遠地區(qū)和發(fā)展中國家。

這有趣方案的開發(fā)者是Geert Slachmuylders和Jasper Verreydt，他們倆目前在創(chuàng)新開發(fā)者圈子中小有名氣，還是增材設計挑戰(zhàn)賽（Additive Design Challenge）。這兩位宣稱，他們的目標地是設法解決一些常見的可再生能源的供應問題。盡管今天仍有13億人得不到電力供應（還有更多人依靠不那么環(huán)保的能量，比如柴油發(fā)電機產(chǎn)生的能量），而可再生能源似乎還是不能變得有利可圖。“出于種種原因，大多數(shù)（可再生）資源依然過于依賴政府撥款。其次，像風能或者太陽能這類能源的供應受環(huán)境影響波動性很大，這就造成了電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題。”他們說。

相比較而言，水電在這方面問題較少，但是它也有自己的問題。“傳統(tǒng)的水電項目主要使用大型構(gòu)筑物和水壩，往往會造成洪水、荒漠化、人口排放、增加甲烷排放等問題。”他們說，比如像尼羅河上的水壩。更重要的是，這些解決方案并不能解決那些沒有電網(wǎng)或者電網(wǎng)比較有限的偏遠位置的問題。“我們需要一種使用標準材料制造、安裝簡便的可分散綠色能源生產(chǎn)裝置。”他們宣稱。

他們說的就是Turbulent，目前該公司已經(jīng)拿出了3D打印的Turbulent原型。這是一種緊湊、高效的水電站，它主要利用渦流的原理在更小的河流，比如小溪中，產(chǎn)生能量。“我的同事Geert在觀察河流里的橋柱時，注意到了這些柱子后面自然產(chǎn)生的漩渦。因此他認為我們能夠以最有效的方式制造出可以產(chǎn)生能量的漩渦。”Jasper Verreydt解釋說：“我們正在一條高度差僅有1米的河流中制造一個漩渦。一條很小的河流就足以供應3到4個家庭的日常能量需求。”

     事實上，這些小型水力發(fā)電廠可以放在僅有2米高差的小河里（而且不會像水壩那樣阻塞河流自然功能），其生成功率可高達200千瓦。結(jié)合經(jīng)過優(yōu)化的葉輪和控制軟件，可以將效率維持在最多，而且這些小電站需要的維護很少。“我們的渦輪安裝起來很容易，并且對于周圍的環(huán)境、水流沒有影響。通過這種方式，Turbulent可以提供一個可靠、易于維護、經(jīng)濟上有趣的解決方案。此外，它還可以遠程監(jiān)控并能夠很容易地與其它能源或者智能電網(wǎng)連接。”該公司補充道。這種能源是完全清潔的，對于魚類不會有不利影響，很適合放在發(fā)展中世界的各個角落。

聽起來這是一個相當完美的解決方案，因此Turbulent已經(jīng)與歐特克和VITO等公司達成了技術(shù)合作，并且獲得了來自KIC Innoenergy、Iminds和比利時政府的資助。3D打印也在這中間發(fā)揮了作用。您可以從下面的視頻中看到，所有主要的部件在進行最終制造之前，其所有的原型都是3D打印的。

在3D打印技術(shù)的幫助下，Turbulent公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他們小小的發(fā)電機遠比其更大的競爭對手更加有效。“我們的競爭對手的渦輪旋轉(zhuǎn)速度要低得多，這意味著它們要應對很高的扭矩，因此不得不使用大型的基礎設施，比如有很多技術(shù)要求的混凝土水壩。此外，龐大的、緩慢轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子需要大量的安裝設備和專門知識來建立這種工廠。”他們解釋說：“由于使用了更小的部件，我們的物流和安裝將更容易、更有效。剩下的則由軟件來完成，無論是有效的控制還是預測性維護。”

      雖然Turbulent目前仍在開發(fā)過程中（一個測試性的發(fā)電站已經(jīng)開發(fā)完成），但是無論從哪個方面將都加對我們的能源消費產(chǎn)生長遠的、積極可持續(xù)的影響。更加重要的是，這群比利時創(chuàng)業(yè)者已經(jīng)把目光投向了其他的應用。“目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的大的應用是通過提取圍繞磁單極子的湍流的能量來保護海上風電場免受土壤侵蝕的，從而增加了設備使用壽命和大幅度節(jié)省了海上維修費用。”他們說。盡管還需要更多的研究，但是Turbulent水力發(fā)電機無疑能夠讓其它形式的可持續(xù)能源更具成本效益。

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