新闻网讯（记者团 胡丰林 见习记者 彭辰辰）长25厘米、宽20厘米、高10厘米，这个比书包还小的盒子竟是一个风力发电机？一个月前，由我校能源学院王军教授指导，12级7名学生邓志文、丁傲霜、吴至易、陈昊翔、肖著、李竟成、徐衍雯共同设计的微型风力发电系统，在第八届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中获特等奖。

　　“我们的风力发电系统结构简单、体积小巧，大小仅为现今常见的风力发电机组的百分之一。” 陈昊翔介绍道，系统创新性地结合运用了伯努利定律和压电现象，导流腔、翼型振子、压电转换装置构成了风力发电机的全部。

　　据介绍，发电系统的进气口就像一个喷嘴，进口大而出口小，当风流入时便会被加速。当风进入导流腔，就像学生跑操时从狭小的门进入体育场后开始整队一样，空旷的导流腔使风能够在某个区域里稳定流动。一个倒扣的飞机机翼被放置在风的稳流区域，这就是翼型振子。风与振子接触，产生的系列压力作用使内置弹簧往复运动，进而使压电材料发生形变，从而产生电压实现风力发电。

　　而这个发明的灵感源于丁傲霜半年前在寝室的一次经历。丁傲霜的寝室在一楼，处于风口上，一次丁傲霜推门走进寝室，一阵大风正好迎面吹来，于是一个念头在他的脑海中闪过：“我们的比赛作品是否可以在风上做文章呢？”

　　丁傲霜开始查阅有关风能利用的资料，最后他发现目前我国对风能的利用主要停留在大型风力发电机组的设计研发上，对微型风力发电机的研究相对较少，而目前随着电子元件的微型化、集成化、微功耗趋势愈加明显，微型能源供电装置的需求日益增加，高性能微能源技术已经成为世界各国研究的热点。

　　看到这一信息的丁傲霜欣喜若狂，他立即把自己的想法告诉了团队其余成员，于是研究微型风力发电机的想法在每个人心中扎根。“我们最早想过静电方式发电，但由于要外加电源，不符合我们用风力单独发电的初衷，所以很快被否决了。”邓志文回忆说，最后结构简单、节能廉价且易实现小型化、集成化的压电材料获得了他们的一致认可。

　　确定了系统基本原理和大致构成后，各组成部分的参数确定--设计中最大的难题终于摆在了七个人的面前。由于受经费和时间的制约，大部分的实验只能靠计算机模拟来进行，而模拟软件不会用，怎么办？邓志文和陈昊翔开始自学软件使用。从Fluent到Ansys再到Works，两个人边学边用，边对方案进行修改，硬是将系统的各参数调到了最佳状态。

　　在设计的过程中，参考文献和老师也给了七个人许多启示。最早的系统是没有导流腔的，一次偶然的机会，一篇关于谐振腔在压电片应用方面的论文给了七个人一个想法--是否可以加一个谐振腔来增强电压呢？但由于谐振频率确定较为困难，若有偏差反而会适得其反，削弱电压，于是七人将谐振腔改成了导流腔，以使获得的电压更为稳定。

　　而早期的翼型振子是用泡沫做成的，但泡沫质量轻、易随风飘动、固定困难的问题使成员们很是头疼，于是王军建议他们改用工程塑料，虽然成本有所增加，但发电效果却大为改善。

　　根据团队成员的计算，若用该装置为400个每天工作8小时的无线传感器供电，以一年工作300天计，所提供的能量可节约燃煤31.4千克，减排二氧化碳82.2千克、二氧化硫0.28千克，同时可减少400个传统化学电池的使用。

　　此外，该装置由于具有小巧便捷、能量来源清洁可再生、受环境影响轻微的特点，在无线传感器的应用领域具有广阔前景，并可进一步推广到户外检测、智能家居等领域。

　　但据邓志文介绍，目前由于压电材料尚出于发展之中，所以这套装置的压电转换效率还是偏低，虽然采用了多个翼型振子竖直叠加和水平叠加的方式来增强电流，但获得的电流强度仍然与实际应用有较大差距，尚不能实现真正的产业化。“我们打算等待压电材料的发展，继续进行优化。”丁傲霜说。