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善用城市道路熱能

thisbigcity城事
・2013/04/10 ・645字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

credit: CC by hyperboreal@flickr

市中心的黑色柏油路向來會吸熱,導致市區夏季格外炎熱、令人不適,美國麻州Worcester理工學院為此開發特殊管線技術,希望保存這些熱能,轉為其他用途,可能讓都市街道轉變為巨大太陽能收集裝置。

研發概念很簡單,柏油吸收太陽熱能後,即可為埋在地表下幾公分的水管加溫,藉由水源不斷流動,不僅能冷卻柏油、延長道路壽命,亦可提供熱水民用或發電。

開發原型使用銅管測試後,柏油平均可降低約攝氏十度,研究下一步將試驗其他管線材質,柏油內也會混雜各種傳導物質,希望改善整體吸熱比例。

領導研究的土木與環境工程系副教授Rajib Mallick表示,「初步成果為這項概念立下相當穩固的基礎,可能是未來可再生能源的重要管道」。

但這項概念仍有缺陷,在道路下方裝設與維護管線可能所費不貲,也尚未精算潛在報酬。

太陽能專家Tim Anderson為奧克蘭科技大學機械工程資深講 師,他表示,「這項設計似乎很合,用水吸收道路熱能,儲存後另做他用,例如傳送至建築物」,但他懷疑在多數情況下,水溫是否足以符合投資報酬率,建議這套系統應運用在溫度不需太高的特定用途,例如機場跑道或道路除霜,他認為「這套系統若能幫助提高產能,就可能符合經濟效益」。

 

本文其他語言版本: 英語

轉載自 This Big City 城事。作者:Ian RandallGreen Futures),本文原載於獨立永續專業團體「未來論壇」雜誌《Green Futures》。

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thisbigcity城事
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《城事》為永續城市部落格,長期發掘關於建築、設計、文化、科技、運輸、單車的都市創新構想,曾數度獲獎。《城事》網羅世界各地城市生活作者,文章曾發表於Next American City、Planetizen、Sustainable Cities Collective、IBM Smarter Cities等網站。《城事》遍尋全球,在世界奮力邁向永續的時刻,呈現城市帶來的種種機會,力求保持樂觀,但不忘批判。

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太陽能板沒地方鋪?世界第一條「太陽能路」開通!
PanSci_96
・2016/03/11 ・1025字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

文/王昱夫

世界第一條「太陽能路」開通了!不是小說裡的情節,也並非科幻電影的噱頭,真真實實由太陽能板鋪成的腳踏車專用道 2014 年 11 月 12 日正式於荷蘭啟用!

太陽能車道由 Imtech 公司與北荷蘭省(Noord-Holland)合作,座落於克羅莫尼(Krommwnie)這個以油布工廠及美麗風景著稱的城鎮。因應近年來日益增加的能源需求並期望提高再生能源使用的比例,太陽能路將會直接與國家電網連結,提供當地居民用電。這段劃世紀的太陽能路造價 370 萬美元,全段有兩線車道,其中一側車道鋪設有 2.5 × 3.5 平方公尺的組合磚,組合磚以水泥為基底,上方覆蓋太陽能電池並以 1 公分厚的半透明強化玻璃保護;另一側車道則沒有加裝太陽能板,單純作為測試表面材料之用。

太陽能路
圖片來源:撰稿團隊取自phys.org網站

太陽能路,正要起步

太陽能電池的最基本構造,是由兩塊摻了雜質的矽所組成,根據摻入的雜質不同(雜質的電子組態與矽不同),可分別構成「n-半導體」與「p-半導體」兩種材料;兩者組合後,電子會傾向由 n-半導體往 p-半導體跑去和電洞結合,電洞則反之,它們的移動在內部形成一電場。而當系統吸收光子,會讓在 p-半導體上的電子再度與電洞分離(電荷分離)回到 n-半導體上,此時便產生ㄧ個電位差,足以提供能量。

在這條太陽能道路的三年測試期中,研發團隊希望能收集到許多在實驗室裡測試拿不到的數據,同時,也根據這些數據對太陽能車道進行效率優化,因應不同時段的日照強弱、考慮空氣污染、嘗試新的太陽能科技(如薄膜太陽能電池)來提升整個系統的效能。

儘管有人會說,比起裝設在屋頂上的太陽能板,太陽能車道的產電效能少了將近 30%耶,那豈不是很不划算?但考慮道路比起房屋具有更廣的面積,未來若能將太陽能路的技術擴展至更廣的路線範圍,其總體貢獻量絕對是不容小覷的!

努力不浪費任何能量

另外值得一提的,在落實「以路面獲取能量」這個概念上,除了運用太陽能板外,也有公司嘗試發展道路熱電系統,希望可以將柏油路面的熱轉換為電力輸出,兼具路面降溫及額外發電的功能,在大面積鋪設條件下,對於小地區自給供電的目標似乎是可以期待的!

短期內,像是太陽能車道、熱電車道等等要普及化尚有種種技術困難,但再生能源的研究發展仍然值得投注努力;面對石化能源日漸枯竭的命運,科學研究不能未戰先逃。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威
審校:陳妤寧

PanSci_96
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