应用了有限数学与拓扑学的晃动发电机技术将如虎添翼

本文简要介绍以下有限数学与拓扑学在捕获离散动能转化为可实用电能方面的应用实例。

先定义以下“离散动能”。本文提到的离散动能是指能量密度相对较低、又分布很广且不利于收集利用的非稳态动能,例如风能、流水动能、波浪动能、生物动能……。离散动能几乎分布在地球表面的每一个角落,与人们的生活息息相关却又总是擦肩而过。

一说风能很多人就会想到大风车旋转风力发电机,貌似风力发电技术很成熟的样子不需要再探索了。然而不能推动旋转大风车启动工作的微风能量分布更广、保有的时间更长,将巨量微风动能转换为可实用电能旋转大风车是无能为力的。建造拦水大坝用涡轮机带动旋转发电机发电已密布江河之上,然而天降雨水与冰雪融化的流水动能早已在山野高坡上消耗逸尽,水坝涡轮发电只是借用库存水的势能吧了。探讨了百年有余的海浪发电诞生了数百套的可使用发电方案,直至今天也没有一套方案能将海浪发电商品化,概其原因是庞大的机械结构带动传统的旋转发电机或直线电机决定了中间环节损耗巨大、能量转换效率非常低……

如何将低密度微小机械能转换成可实用的电能服务人们的日常生活?显然传统的旋转发电机无法担此重任。刚刚面世的“晃动拾能同步发电机”技术是应需而来,她的显著特征是拾能与发电同步没有其它中间机械环节。晃动发电机实现微小机械能启动发电的秘密在于她的换能台应用了有限数学与拓扑学模型成功解决了拾能滚子低速运动时高速切变系统的磁场通路、实现高磁通变化率下获得可实用电能之设计目标。

晃动发电机使用的换能台学名应当称为“双感应回路换能台”。从名称的字面意思就可以想到这个换能台具有两条磁通路,可以方便地执行逻辑运算。两条磁场通路的入口尺寸与间距做最小化设计、例如达到毫米数量级,磁场掠过磁通路入口的时间与这个尺寸呈倒数关系。如此,即便晃动发电机的拾能滚子微动(秒厘米)在两条磁通路里面的磁场“强”与“弱”逻辑常量也会发生数次跳变,足可得到能捕获实用电能的磁通变化率。在一个圆周上均匀分布磁通路入口,圆周决定了磁通路入口的数量是有限的,该系统的二进制逻辑运算是有限循环的。

诚然,设置两条磁通路不仅是为满足逻辑运算结果的有限循环,还考虑了运动系统的受力均匀分布与换能输出连续稳定等因素。实现这样一个完美的换能系统貌似需要一个复杂的零部件空间布局,其实不然!工业进程走到今天材料技术的进步已经使问题简单化。软态的坡莫合金丝(磁路材料)可以方便的拓扑变换各种等效几何形态,双感应回路换能台内部的零部件布局因此可以简约实现。换句话说,双感应回路换能台应用了拓扑学设计与软态材料,简约的零部件布局满足了系统需求的复杂逻辑运算空间。如此,拾能同步发电装置的模块化、微型化将成为现实。

二进制、逻辑运算是计算机的灵魂,微型计算机已经深刻影响并改变了人类的生活方式。二进制、逻辑运算已经在捕获转换离散动能方面初现端倪,新能源开发利用技术引入有限数学与拓扑学等数理科学后必然会如虎添翼……分布在我们身边的各色离散动能将成为优质资源!







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