央視網(wǎng)訊（記者 孔華）高鐵已經(jīng)成為中國(guó)制造的代名詞，傳遞著中國(guó)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新故事。隨著高鐵在國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展及走出國(guó)門(mén)腳步的加快，涉及高鐵的技術(shù)發(fā)明和設(shè)想越來(lái)越多。比如，有人提出，如果在快速行駛的高鐵上建移動(dòng)風(fēng)能發(fā)電站，把發(fā)電機(jī)發(fā)的電能和車(chē)輛消耗的電能結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用的循環(huán)發(fā)電、用電模式，將大大減少能源消耗，減少環(huán)境污染。這個(gè)大膽設(shè)想是基于什么基礎(chǔ)，是否會(huì)在中國(guó)高鐵或城鐵身上實(shí)現(xiàn)？央視網(wǎng)記者采訪了提出這個(gè)大膽設(shè)想的陸繼榮先生。
華全動(dòng)力生產(chǎn)的120千瓦揚(yáng)程15米水泵機(jī)組
一百多年來(lái)的遺憾 激發(fā)大膽設(shè)想
先來(lái)了解這兩個(gè)發(fā)明：1825年火車(chē)問(wèn)世，1831年，發(fā)電機(jī)問(wèn)世，這是第一次工業(yè)革命最典型的兩大發(fā)明。然而，至今火車(chē)仍舊以礦物質(zhì)能源(或以礦物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化的電能)作為驅(qū)動(dòng)力；發(fā)電機(jī)雖然在風(fēng)能、水能、火力及核能發(fā)電方面有著極其廣泛的應(yīng)用，卻一直不能直接用于火車(chē)，還必須通過(guò)輸電線路為火車(chē)輸送電力。
陸繼榮先生說(shuō)：“100多年來(lái)，人類的這兩大發(fā)明在能量守恒定律的約束下彼此不相往來(lái)，各走各的發(fā)展之路真是十分遺憾。”
恰恰是這個(gè)遺憾促使他大膽提出在高鐵或城鐵上建移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站實(shí)現(xiàn)能源自循環(huán)的大膽設(shè)想。
大自然給人類提供了磁的物質(zhì)，同時(shí)也賦予了風(fēng)、水、地下礦物質(zhì)等多樣化的能源，任何一種能源與磁的物質(zhì)結(jié)合便產(chǎn)生二次能源--電。電可以驅(qū)動(dòng)列車(chē)行駛，也可以驅(qū)動(dòng)列車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)。唯獨(dú)不能在行駛的列車(chē)上自發(fā)自用。
“發(fā)電機(jī)不能應(yīng)用到列車(chē)上的直接原因是，發(fā)電機(jī)在發(fā)電過(guò)程中的磁場(chǎng)阻力抵消了發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。所謂磁場(chǎng)阻力也是一種對(duì)空氣的反作用力，如果，找到克服發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)阻力的方法，阻止發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)阻力不被轉(zhuǎn)移到列車(chē)車(chē)身上，那么就解決了列車(chē)風(fēng)能發(fā)電技術(shù)問(wèn)題。”
如何解決這一問(wèn)題？陸繼榮大膽提出介入平衡力的原理。
華全動(dòng)力生產(chǎn)的120千瓦“康明斯—斯坦福”系列柴油發(fā)電機(jī)組
原理：介入平衡力原理
何謂平衡力？舉個(gè)例子，在拔河的時(shí)候，雙方勢(shì)均力敵的剎那間就產(chǎn)生了平衡力，平衡力使繩子上集聚了內(nèi)能，如果這個(gè)內(nèi)能被釋放到一個(gè)作用點(diǎn)上，一定會(huì)形成 一種新的生產(chǎn)力服務(wù)于人類。
陸繼榮介紹，如果，人為地通過(guò)技術(shù)手段，把空氣阻力一分為二變成作用在發(fā)電機(jī)上的一對(duì)平衡力，分別讓其作用在發(fā)動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上，形成一個(gè)扭矩力的平衡點(diǎn)，達(dá)到合力為零的狀態(tài)。
進(jìn)一步的解釋，把空氣阻力F1設(shè)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力。發(fā)電機(jī)定子的磁場(chǎng)阻力一定要依托發(fā)電機(jī)支架、車(chē)身產(chǎn)生連鎖的反作用力最后轉(zhuǎn)移到車(chē)輪上，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。如果，把空氣阻力F2設(shè)為定子的動(dòng)力，只要做到了平衡，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的阻力就不會(huì)產(chǎn)生連鎖的反作用力。這樣，磁場(chǎng)阻力就不會(huì)通過(guò)發(fā)電機(jī)支架把阻力傳導(dǎo)到列車(chē)上，這一對(duì)平衡關(guān)系也可以稱之為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)定子，互為作用力和反作用力的表現(xiàn)。列車(chē)也因此不必增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗。
很多人有疑問(wèn)，這是不是類似永動(dòng)機(jī)的構(gòu)想？陸繼榮解釋說(shuō)，移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站不是永動(dòng)機(jī)的概念，是借助了車(chē)輛可以移動(dòng)這個(gè)條件，利用列車(chē)在行駛中產(chǎn)生的空氣反作用力，將反作用力的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在通過(guò)平衡力的作用把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，從而有效提供給列車(chē)空調(diào)用電系統(tǒng)，而絕不參與列車(chē)的驅(qū)動(dòng)力作用。列車(chē)移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站只要列車(chē)在行駛隨時(shí)隨地都可以自發(fā)自用，不像常規(guī)的風(fēng)能發(fā)電站受天氣的影響--沒(méi)有風(fēng)不能發(fā)電。
120千瓦濰柴道依茨系列離合器機(jī)組（華全動(dòng)力生產(chǎn)）
實(shí)現(xiàn)這個(gè)可能嗎？
自2008年，我國(guó)第一條高鐵線路京津城際高速鐵路開(kāi)通以來(lái)，截至2015年底，我國(guó)高鐵營(yíng)業(yè)里程已達(dá)1.8萬(wàn)公里，中國(guó)擁有了全世界最大規(guī)模以及最高運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)。目前全國(guó)在編旅客列車(chē)運(yùn)行圖有3142對(duì)旅客列車(chē)在運(yùn)行，空調(diào)能源需求非常巨大。如果做到每列列車(chē)在空調(diào)能源方面都達(dá)到節(jié)能50%的效果，將大大降低能源消耗。一旦陸先生的這個(gè)大膽設(shè)想成真，這將給動(dòng)車(chē)和高鐵帶來(lái)劃時(shí)代的巨變。那么這個(gè)大膽設(shè)想何時(shí)能實(shí)現(xiàn)？目前有哪些尚未克服的技術(shù)難題呢？
陸繼榮坦言，移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站只不過(guò)是把消耗在空氣阻力中的能源部分，通過(guò)技術(shù)手段加以回收利用，把空氣阻力變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的風(fēng)能發(fā)電的動(dòng)力，回饋給車(chē)輛的用電設(shè)備，“目前，發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展已經(jīng)是一個(gè)非常純熟的技術(shù)，我只不過(guò)是借用了平衡力的理論依據(jù)，并通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)手段應(yīng)用到移動(dòng)式發(fā)電站的發(fā)電機(jī)上，技術(shù)上沒(méi)有任何難題。現(xiàn)在最大的難題是人們的認(rèn)識(shí)問(wèn)題”。
如果你問(wèn)一百萬(wàn)個(gè)大學(xué)生，能不能在行駛的列車(chē)上安裝發(fā)電機(jī)為列車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)提供電能，你會(huì)得到一百萬(wàn)個(gè)異口同聲的答案；不能。因?yàn)槔蠋熃趟麄兡芰渴睾愣桑蠋煹睦蠋熞苍诮棠芰渴睾愣桑淮⒁淮膫魇谙聛?lái)。
如果你再問(wèn)平衡力的內(nèi)能可不可以成為一種生產(chǎn)力。也許會(huì)得到不知道、沒(méi)聽(tīng)說(shuō)、老師沒(méi)教過(guò)等五花八門(mén)的答案。因此，解決移動(dòng)式發(fā)電站的問(wèn)題主要還是人的思想認(rèn)識(shí)問(wèn)題。在行駛的列車(chē)上建立發(fā)電站的設(shè)想到底是能量守恒定律說(shuō)了算呢還是平衡力理論說(shuō)了算？
陸繼榮說(shuō)，在列車(chē)上建立移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站的焦點(diǎn)，主要是發(fā)電功率等于空氣阻力功率還是大于空氣阻力功率的博弈。只要證明利用平衡力理論做到了發(fā)電功率大于空氣阻力功率，肯定是一門(mén)新興的新能源利用的技術(shù)和市場(chǎng)。由于旅客列車(chē)具備了行駛路程遠(yuǎn)，行駛速度快的特點(diǎn)，而且又有著巨大的電能消耗需求，在旅客列車(chē)上建立發(fā)電站有著立竿見(jiàn)影、經(jīng)濟(jì)實(shí)用效果。實(shí)際上凡是可以移動(dòng)的車(chē)輛都可以認(rèn)為是一個(gè)移動(dòng)式風(fēng)能發(fā)電站的載體。
“一個(gè)人的力量是有限的，旅客列車(chē)有若干個(gè)速度編組，發(fā)電機(jī)作為定制產(chǎn)品需要有很多的外延技術(shù)。”陸繼榮說(shuō)，“我希望全社會(huì)都可以來(lái)完善、補(bǔ)充這個(gè)設(shè)想和技術(shù)，共同努力讓這個(gè)設(shè)想早日成為現(xiàn)實(shí)。”
由于對(duì)能量守恒定律的推崇，至今，風(fēng)能尚未在列車(chē)領(lǐng)域得到應(yīng)用。
華全動(dòng)力生產(chǎn)的500千瓦上海凱普系列靜音移動(dòng)電站
伴隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)30多年的高速増長(zhǎng)，能源消耗也迅速增長(zhǎng)。其中，交通運(yùn)輸行業(yè)的能耗占我國(guó)能源總消耗的40%左右。面對(duì)這來(lái)勢(shì)兇猛的能源需求，我國(guó)加快了新能源汽車(chē)的推廣和高速電氣化列車(chē)的投入使用，交通運(yùn)輸領(lǐng)域“以電代油”工程也在加快。但是動(dòng)車(chē)和高鐵還是消耗了大量的煤炭和天然氣資源。隨著巴黎氣候大會(huì)我國(guó)對(duì)世界的鄭重承諾，節(jié)能減排的日程表越來(lái)越緊，任務(wù)越來(lái)越重，列車(chē)上建移動(dòng)發(fā)電站的設(shè)想一旦實(shí)現(xiàn)，不僅將震撼科技界，也將為減少全球能源消耗做出重大貢獻(xiàn)。
