溫差發(fā)電：飛行用“自供電傳感器”將很快到來

　　根據(jù)歐洲宇航防務集團(EADS)的創(chuàng)新工場和維也納科技大學的報告稱，其正在開發(fā)一個用于監(jiān)控飛行器完整性的"自供電傳感器"項目，且這個溫差能量采集模塊(thermoelectric Harvesting Modules)的首次飛行試驗，已在一架空客的飛機上進行。飛行器的框架要經(jīng)受濕度、壓力、速度、溫度、飛鳥撞擊、乘客和貨運配載、以及著陸時的急劇變化，如未能及時發(fā)現(xiàn)某些情況，其結果將可能是災難性的。

　　歷經(jīng)了重大歷程的飛機，可能遇到腐蝕、剝離、破解、脫膠等嚴重境況。當前已應用的各種傳感器，可以在臨界水平到達之前，監(jiān)測飛機結構和組件的降解，可為維護工程師提供充裕的維修安排時間，更換很有可能會失效的零部件。這種預防性的維護，有助于改善飛機的運營成本和飛行時間。

　　現(xiàn)有的系統(tǒng)，使用的基于導線的技術，這使得飛機的整體重量和設計復雜性都有所增加。此外，傳統(tǒng)的電池并不是專門為暴露在溫差極大的環(huán)境下設計的。沒有人希望經(jīng)常更換飛機上的所有傳感器和電池。

　　外媒首次報道EADS和維也納理工學院的研究的一個可行的、符合成本效益的無線解決方案，是在2011年。其采用了"熱電能量采集模塊"為傳感器供電，并以無線的方式，將數(shù)據(jù)提交到系統(tǒng)監(jiān)控裝置。

　　這些能量收集裝置，可以借由飛機起飛和著陸時的溫差，產(chǎn)生傳感器所需的少量電能。每個收集器包含了一個小水箱，可收集來自地面溫暖的空氣能;當飛機上升時，溫暖的水和外壁間較冷的溫差，被用來產(chǎn)生電能(這種現(xiàn)象被成為"龐貝克效應"——Seebeck effect)。

　　反之，當外壁溫度比水箱要高的時候，收集器的設計也能儲存足夠多的工作能量。只要飛機在巡航時有著足夠大的溫度差。

　　在最近的實驗中，有數(shù)架飛機進行了不同配置、航程和溫度下的循環(huán)測試。結果證實，2年前在模擬氣候室進行的最初模擬，已在嚴酷的飛行環(huán)境中被證明——溫差電能的收集——是可行的。

　　維也納科技大學的博士研究生Alexandros Elefsiniotis表示，"我們已能在飛行中獲得約23焦耳的能量，這功率已足夠用于無線傳感器節(jié)點了"。

　　研究人員也在研究在飛行情況下，比水更適合的不同替代品。

　　EADS創(chuàng)新工場(Innovation Works)的Beaker教授說到，"我們希望在未來的自主傳感器上使用最先進的技術，因此該方法吸引了我們極大的興趣。我們相信——'能源自主的傳感器'——將很快用于在天上飛的飛行器上"。