雨滴也能发电？能量转化率达85% 可与太阳能互补
发布日期：2017/6/20
在降雨等偏暗环境下发电效率偏低是太阳能应用的瓶颈，尤其在南方多雨城市，太阳能发电受到了不小的制约。
在2017年全国科技活动周暨北京科技周主场，中科院北京纳米能源与系统研究所展示的“雨滴薄膜发电”技术，瞄准了这一痛点，把降雨利用起来发电。
在现场，研究人员搭建了一个简易木屋，在木屋房顶铺设了雨滴薄膜发电材料——纳米薄膜，并构建了一个封闭电路，用淋浴设备模拟雨滴落在薄膜上。此时，连接了薄膜的LED灯亮了起来。如果在雨滴薄膜下面铺上太阳能板，无论晴天还是雨天都可以发电。
“雨滴发电利用了国际领先的高分子纳米薄膜雨水发电技术，纳米薄膜做成透明状后，透光率可达到90%以上，将其铺设在太阳能电池板上，即可成为下雨时雨滴发电、晴天时太阳能发电的复合能源。”5月20日，在现场，中科院北京纳米能源与系统研究所所长王中林向公众介绍。
“薄膜分为两层，雨水滴到薄膜上之后，两层材料会有一个接触，表面就能通过摩擦感应电荷。雨水不是纯净水，是带电荷的，通过接触之后，一层薄膜吸附正电，另一层薄膜带负电，这就产生了电压，与封闭的回路连接，就产生了电流。”在现场讲解的研究员赵雪娇向记者介绍。
雨滴发电产生的电量多少还在进一步研究中。根据王中林在《自然》发表的论文，通过理论计算，目前另一种以摩擦生电为技术原理的水波能发电装置，一个山东省面积大的薄膜，可以满足当下全球供电需求，但从理论到实际，还有较长的路要走。
雨滴发电稳定性实际上还跟降雨是否持续有关。如果雨持续降下，电流持续不断；如果雨是间断的，那么产生的就是脉冲电流，难以稳定续航。因此，研究团队针对摩擦生电不稳定的情况，专门研究了相应的电路——先把电收集到一个电容器，再导出形成直流稳压的电流，能量转化率可达85%。
根据中科院纳米所的设想，雨滴发电和水波能发电可能会在5年走向产业化，让一些设备实现自供能。以气象观测站为例，在一些多降雨的林区或偏远地区架设气象站，通电、维修都不是很方便，如果雨滴薄膜发电供电稳定，就是一个很好的供电选择。
“关键是提高功率和稳定性，还有材料怎么封装更加有效。”赵雪娇介绍。目前，雨滴发电的功率与太阳能相比还是有差距的，如果能进一步提高功率，太阳能目前应用的场景，雨滴发电都能使用。两种方式结合效率会更高。
来源：中国气象局
