英国研究团队利用重力发光 节能效率惊人
更新时间：2014-06-23 08:10
来源：第一财经周刊
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英国设计团队希望通过一盏用重力发光的灯来解决15亿人的照明问题，并且实现消除贫困和环境保护。
在所有人都在谈论移动互联网的时候，这个世界上还有一些发展中的地区面临着没有电力的困境—约占世界总人口的20%的15亿人没有可靠的电力供应。他们主要的照明工具是煤油灯，它既不安全，又会对环境造成巨大破坏。
英国设计与创新机构Deciwatt针对这样的情况推出了一款重力节能环保灯，能在任何时间、任何地点提供照明。设计Martin Riddiford和Jim Reeves花了4年时间设计这款重力灯，它的主要组成部分有一个灯具和一个沙袋，借由一个带发动机的滑轮装置，使用者只需花3秒钟，把悬挂在绳子末端的重物提至顶端，这款环保灯就能够把重物向下滑落的重力转化为电能，并持续实现30分钟的照明。也就是说，花3秒钟把沙袋抬起，然后把一切交给重力，就能拥有30分钟的光明，并且可以反复这么做。
重力灯不需要阳光或者电池，也没有任何后续费用，而整个装备的现造价大约在10美元左右，未来如果能实现大量生产，生产成本也许能低于5美元。
设计者Martin Riddiford和Jim Reeves都是伦敦设计公司therefore.com的员工。设计重力灯并不是他们的常规业务，而是接受了针对非洲贫困地区提供太阳能环保灯的英国慈善机构SolarAid的一项设计挑战—设计一款10美元以下的LED灯，以取代危险并且污染严重的传统煤油灯。于是，Martin和Jim开始试验各种各样的环保灯设计，测量它们的发电量及成本。在多次试验后，他们意识到不能依靠太阳能和电池来做动力，他们需要重新思考能源的来源问题。对于Martin和Jim来说，他们需要更常见、更便宜—最好在这个地球上无处不在—的能源，比如重力。
当然，在想到重力之前，他们也研究过风力或者人工动力，比如脚踏或者手摇，但是这些资源都没法在“时间花费”和“电力生成”之间实现合适的比率。
最终成型的重力灯原型机能点亮0.05W到0.1W之间的灯泡，而其具体亮度取决于所悬挂重物的重量，在重物下落的各个阶段也有微小的照明差距，然而即使是最低的亮度级别，也高于传统的煤油灯亮度。
2012年11月，在原型机设计完毕之后，重力灯项目从实验室走进真实世界，然而它却面临着被搁置的风险—如果设计师找不到资金来生产和分发至少1000盏重力灯的话。
于是，Deciwatt组织在众筹网站Indiegogo上发起众筹，希望能筹集最少5.5万美元，以制造出至少1000个重力灯，然后免费分发给非洲和印度的贫困地区作为该项目的第一次测试。这次筹款从10美元到5000美元不等，贡献50美元以上，自己也能得到一盏重力灯。在上线一个月之后，Indiegogo上就募集到了18万美元，而到2013年1月15日项目结束之时，重力灯的总融资将近40万美元。
Martin Riddiford在接受美国全国公共广播电台（NPR）的采访时说：“众筹最美妙的一点是，我们能和世界各地的人们连接—比如说一大群大方的美国人，美国人几乎占出资方的50%—还有一些本身就在发展中国家，愿意帮我们分销或者帮助我们做这项研究的机构，你一下子就拿到了钱，并且和这个世界连接了起来，这对重力灯后续的研究和销售都有好处。”这笔资金以及资本背后人们显露出的热情让Martin和Jim有了更多将设计带进现实的信心，他们又花了约一年时间测试原型机，然后开始寻找合适的制造合作伙伴。
在重力灯从2013年1月众筹成功后不定期更新的进度日志里，可以看到重力灯如何一步步制造并被分发。2月，Deciwatt在中国找到了供应商，开始批量生产；6月，Deciwatt组织在最后时刻找到了户外装备生产商科尔曼（Coleman）来提供重力灯中沙袋部分的生产；而在2014年新年伊始，首批1000盏重力灯开始向贫困地区和支持者分发，每盏灯的成为约为6.5美元。
2014年1月14日的进度日志里，Deciwatt和所有支持者们分享了重力灯是如何在利比亚、危地马拉、菲律宾和印度改变贫困人群的生活的故事。
然而，重力灯能实现的并不仅限于此。
在Indiegogo的筹资页面上，Martin和Jim写到：“世界银行估计，由于用煤油照明，结果使7.8亿妇女和儿童吸入烟雾，而他们吸入的烟雾量相当于每天抽2包香烟。发展中国家中60%成年女性肺癌受害者不抽烟。这些烟雾还会造成眼部感染和白内障。燃烧煤油还伴随着财政负担。单从用煤油照明来算，这种燃料就花掉一个家庭10%到20%的收入。这种负担使人们陷入一种勉强糊口的永久生活状态，而购买照明燃料也成为他们的日常需要。”而重力灯不仅可以消除煤油灯的诸多危险，还可以为使用者省下燃料费用并且维持他们的健康，从而帮助他们脱贫。
而从全球可持续发展与气候变化的角度来看，传统的煤油灯不仅燃烧消耗地球上有限的化石燃料资源，它也会成为二氧化碳排放量的巨大负担：一盏煤油灯如果每天使用4小时，一年就会向大气中排放100千克的二氧化碳。在测试之后，Deciwatt希望可以在2014年第二季度开始，在全球范围内招募合作生产伙伴，通过规模化的生产降低成本，向NGO、商业批发商、救援组织提供有利润空间的批发价，从而维持公司的经营成本。Deciwatt也会在网上向发达国家零售休闲用的重力灯。作为一家设计公司旗下的非盈利组织，Deciwatt会将收入投入到进一步的研发和向最偏远地区免费提供重力灯之类的事项上。
重力灯在2013年获得了世界范围内广泛的赞誉，获得了“《时代》杂志2013年最佳25项发明”、“CNN2013年10项改革创新”在内的多个奖项，同时获得此类奖项的，还有Google Glass这样的产品。
然而对于Martin Riddiford来说，这盏灯只是一个象征，或者说只是验证他的设计理念的第一步。他的最终目标是，如何“用更少实现更多”。
在Deciwatt的网站上，Martin援引了类似于摩尔定律的库梅定律（Koomey‘s Law），即每隔18个月，相同计算量所需要消耗的能量会减少一半。这让Martin相信，相对简单的设备的运作会渐渐需要更少的能量，从而使制造一系列相对简单、靠非传统方法获得动力的设备成为可能。Martin对科技新闻网站The Register说：“我们做了一些项目，它们在节能方面都有十分惊人的效率。数字时代使产品对能源的需求变得非常大，但现在出现一个逆转局面，人人都追求低消耗产品。”而如此看来，重力灯是一项实验作品，也是一种思维方式。
Deciwatt团队现在正研究用重力灯技术为其他设备甚至手机提供动力，并希望重力灯的发电设备能够成为一种开放式的终端，围绕着它建立一系列配件，从而复制出整个电力网络。“我们进行长期研究的最终目标是，使电力不足的地方用上这种成本非常低的电力网。即使非常遥远的地方，也能用得上。”
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