下雨时风很大，国外小伙发明了风力发电伞

文摘 2024-10-27 09:02 北京

中国是伞的故乡，据《史记》载，最早的伞叫“盖”，如“五大夫之相秦也，劳不坐乘，暑不张盖。”这里的盖就是伞，用来遮阳避暑。“孔子将行，雨而无盖。”这里的盖就是雨伞。《伞物记源》载，古时的伞初多为丝帛制作，纸发明后便出现纸伞，宋代称为绿油纸伞。伞被称作“能移动的房屋”，伞的大小还可以显示地位。

伞的机械结构

雨伞结构看似简单，其实它里面包含了巧妙的力学原理。雨伞具有伞柄呈四周放射状对称的结构，沿一对伞骨画出雨伞的机构运动示意图，整个铰链连接就是《机械原理》中典型的曲柄滑块机构。

上学的时候，听机械原理的老师说，发明折叠伞的人真的是个天才，这种看似简单地机构非常巧妙，它在扑翼飞行器以及许多高端机器人中也有应用。

折叠伞的模拟，为什么折叠伞的边缘最先容易坏？资深工程师利用有限元 FEA 仿真可以告诉你答案。

雨伞的痛点

尽管经过近十多年的技术进化，当前各种雨伞的形态已经趋于同质化，但是雨伞并非没有缺点。首先，下雨期间往往会伴随强风，而伞面类似于翼型的形状，风在伞附近产生的气流很容易将伞面翻折过来，甚至会将伞直接扯坏，这一点是当前雨伞的最大痛点。

风力发电伞

既然下雨时经常有大风，国外的设计师 Nils Ferber 就另辟蹊径，灵光一现地创造了一种微型风力发电机雨伞。该风力发电伞在狂风大作的山顶上和在后院花园中一样好用，并且可以通过伞柄上的USB端口为智能手机充电。微型风力发电伞重约两磅（0.9 kg），可以像雨伞一样折叠起来，户外运动者可以随身携带。

Ferber 的微型风力发电伞沿着伸缩轴展开，弹出成一个微型风力机，“在每小时 18 公里的风速下产生 5 瓦的恒定输出”。容量为 24 瓦时的“集成电池组”可以存储能量，或者用户可以通过涡轮机上的 USB 端口直接为设备充电。叶片由坚固的织物制成，可以捕获从任何方向吹来的风能。

微型风力发电伞适用于太阳能电池板容易挣扎的地方，例如阳光不常见的多云地区或夜间。它专为户外探险家、电影制作人、登山者、科学家，甚至是在不那么容易获得电力的极端地区冒险或工作的救援人员而设计。

根据Ferber的说法，他在瑞士阿尔卑斯山测试了微型风力发电伞，展示了它在大风天气下的有效性。虽然最初的微型风力发电伞只适用于一个人，但Ferber说，风力发电伞“很容易扩展”。根据他的詹姆斯·戴森奖页面，他正在寻找合作伙伴，将风力发电伞开发成适销对路的产品。

参考文献

[1]https://inhabitat.com/tiny-two-pound-micro-wind-turbine-folds-up-just-like-an-umbrella/

[2] https://www.brolliesgalore.co.uk/blog/vented-umbrellas-for-windy-wintry-days

来源：风电流域

编辑：丁昊萱

监制：崔瑞芳

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