沥青路面太阳能收集器:现在就是未来

“毫无疑问，在我看来，(收集太阳能的沥青路面)将成为常规和常规，”拉吉卜·马利克博士说伍斯特理工学院(WPI)位于马萨诸塞州伍斯特。“我们过去的研究已经证明了在某些情况下可以消耗多少能量。现在，我们必须向潜在用户证明，改造现有设施，或将其整合到新的设施或改造中，在经济上是有意义的。”

最初的概念

最初的概念沥青路面太阳能收集器是将管道嵌入沥青路面的管道，含有水或其他循环液。如果附近有人 - 如居住，酒店，办公室或类似设施的居住者 - 所需的热水，则可以直接使用来自嵌入式管的水，也许可以降低热水较低的水至所需温度的能量要求。在寒冷的天气中，热水可直接用于建筑热量。如果没有一个附近需要热水，则可以使用热量来产生电．

“我们只是想利用已经发生的事情，”米洛克说。“沥青在阳光下加热。为什么不提取热量并使用它？“然而，追求这项技术有额外的动机。“长期的经验表明，太热的沥青会变质。它容易发情。如果我们从路面上除去热量，我们不仅可以恢复太阳能，而且我们还应该能够延长人行道的寿命，“米利克解释说。如果不能直接使用嵌入式管中的热水，则减少了系统的效率。“从蒸发的有机液体产生电力发电不能有效地将太阳能转化为有益的利用，”马利克说。

超越最初的概念

在罗德岛大学土木与环境工程教授k·韦恩·李博士进行了与马利克类似的研究，正在超越最初的概念。李说:“从公路中提取能源还可以做得更多。”“URI正在寻找实现这一目标的四种方法。”首先是直接从路面散热。URI和WPI的研究表明，直接热提取在短期内是很容易实现的。第二种方法是将半导体埋在不同深度的路面上，形成可用于发电的热差，这被称为塞贝克效应。足够多的半导体可以产生足够多的电能。

“我们过去的研究已经证明了在某些情况下可以消耗多少能量。现在，我们必须向潜在用户证明，改造现有设施，或将其整合到新的设施或改造中，在经济上是有意义的。”拉吉卜·马利克博士，伍斯特理工学院

由李调查的第三种方法是将柔性太阳能收集器覆盖在经常在东方美国高速公路上使用的泽西障碍。“太阳能电池板用于由刚性材料或框架制成，”李说。“该技术已经前进到现在我们有太阳能收集器的面料。覆盖着泽西障碍的障碍物，长时间的高速公路，你可以产生足够的电力来为公路照明和标牌提供动力。“

第四种方法是更换沥青或具体的在太阳能集热器和耐磨层之间有一层电子层的多层系统路面。磨损过程将是透明的，允许阳光穿透到收集层。这个电子核心的能量来自太阳，可以用来向司机发送闪光信息，取代路标和标记。“这是遥远的未来，”李说，“其可行性还远远没有被证明。”尽管如此，寻找多种利用道路作为能源来源的方法还是很好的。”

Lee在Uri的工作通过来自韩国施工技术研究所和韩国高速公路公司的资金和合作得到了加强。他的一些工作已经进入了实验进入机电工程部门的地步。“这是一个国际和多学科的企业，”李说。

解决问题

与此同时，在WPI，马利克即将开始新一轮的研究。他说:“嵌入式管道可能适用于停车场，但不适用于公路和高速公路。”“我们认为，将土工布嵌入路面，在磨损层下面，效果会更好。这涉及到石墨烯层的使用。特殊设计和制造的土工布可以作为太阳能收集器，像管道一样有效。”

根据马利克的说法，部分问题在于使用收集太阳能的沥青路面正在展示潜在用户可以在各种气候条件下捕获足够的能量。In the southern parts of the United States, this shouldn’t be a problem, but in New England, where both Mallick and Lee teach and conduct their research, solar energy as measured by “degree days” and as interrupted by cloud cover and precipitation makes the feasibility of using asphalt pavement to capture solar energy less certain. Mallick will soon be using a国家科学基金会用于测量沥青路面太阳能捕获的实用性。该项目将使用一个容纳10 ' x 20 '沥青路面板的房间，并模拟阳光、云层和降水。马利克说:“这将展示在更广泛的条件下的能源收集情况，并有望表明这些系统可以立即安装，投资很快得到回报。”

接下来是什么

通过道路捕获太阳能的一些方法，例如具有嵌入式LED系统的电子道路，可能听起来非常未来派。然而，其中一些方法似乎是非常可行的，即使是现在。为什么不使用泽西障碍持有太阳能织物并将其连接到能量提取硬件？为什么不占据一部分停车场，这具有相当轻的交通荷载，并从中提取一些热量并有利地使用它？

“长期的经验表明，太热的沥青会变质。它容易发情。如果我们将热量从路面上移除，我们不仅可以回收太阳能，还应该能够延长路面的寿命。”拉吉卜·马利克博士，伍斯特理工学院

四十年前，我在罗德岛金斯敦的布利斯大厅的沥青实验室学习，制作那些马歇尔圆柱体，并从正确的高度投掷锤子，次数也正确。谁能想到李博士会在2011年使用同样的设备来研究纳米技术是否可以用来提高从沥青路面收集和提取太阳能的效率?现在，整个道路似乎被视为一个资产，功能超越交通和停车。我可以设想，这项研究可以扩展到其他领域，展示道路可以被用于多种用途。40年后的公路会是什么样子?