边骑行 边发电

  骑自行车郊游，手机没电了怎么办？山大商务学院“小平科学技术创新团队”发明了“一种无摩擦自行车发电系统”

  山西大学商务学院有支学生研发团队，曾被团中央授予“小平科学技术创新团队”称号，成员们以专业相关知识为基础，结合生活展开思考，获得多项专利。自行车发电装置设计即是其中之一。近日，基于该设计的“一种无摩擦自行车发电系统”专利申请获得认可。

  骑行作为一种绿色交通工具，慢慢的变成了很多人出行时的选择。“这个专利发明的起源是因为一次骑行郊游。”郭中源回忆，郊游归途中有同学的手机没电了，手机可否随时充电的问题引发了大家的讨论。郭中源当时想“是不是能够通过自行车骑行产生的动力来达到给手机充电的目的”，他将自己的构想在团队讨论中提了出来，并得到了其他成员的认可。

  他们首先查阅了大量资料，了解到目前国内有采用自行车链条与齿轮之间摩擦发电的方式，虽然发电效率较高，但是齿轮摩擦生电会带来一定阻力，而且长时间骑行会磨损链条。还有一种摩擦轮胎发电的方式，只要车轮转动就能发电，但轮胎损耗较大，而且接触面遇到水、油、泥时会打滑，影响发电的稳定性。美国还有一款新概念悬浮自行车，可在骑行中把从脚踏板上采集的能量存储，利用USB端口充电。

  “户外骑行本身应该减少摩擦和负重之类的阻力。”郭中源说，经过多次讨论，团队最终决定的设计是基于切割磁感线发电的原理。“在自行车车轮辐条上加装一圈强磁铁，强磁铁外侧设有线圈，骑行过程中通过切割磁感线将动能转化为电能，并储存在移动电源中，随时给其他用电设备充电，实现能量的利用和转换。”

  大致原理敲定后，郭中源和小组成员就开始着手实验。“初级模型的线圈都是自己手动缠绕的，希望可以先实验想法的可行性。”郭中源一开始认为只要产生电流就是成功，后来才发现这只是一个起点。线圈发出的电是交流电，而手机充电需要的是直流电，而且在骑行过程中速度不均匀也会造成电压不稳会损坏手机。郭中源为此请教了研发团队的指导老师杨森。杨森为学生们提出了处理方法：发出的电流通过二极管整流桥与稳压模块相连，稳压模块与移动电源相连，移动电源储存电能随时为手机充电或者提供夜间照明。这样，“一种无摩擦自行车发电系统”由发电装置、整流模块、稳压模块的组合才真正成型。

  整个系统构建完成后，团队开始进一步细化方案。“从线圈的粗细、缠绕方式、磁铁强度、模块的集成度都进行了多次实验和测算。”杨森老师介绍，经过长期的测算对比才形成了现在的最优设计，“下一步希望可以强化这个设计的集成度，包括在外观设计、可移植性方面下功夫。”小组成员希望能够通过进一步研究，能够在市场上推广这一设计，有一天能让大家在骑行郊游中受益，不受充电或照明的困扰。