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太阳能沥青路面:未来或梦想?

写道

减少回收再利用。这是环境运动中最简单的咒语和全国各地家庭和小型计划的指导原则。这一原则如何适用于基础设施具体来说沥青路面?我们已经使用了尽可能少的沥青路面,但这更具经济决定。我们回收沥青路面以建造新的路面。我们将其重用为清洁填充。我们还能用它吗?我们可以用它来收集太阳能吗?

太阳能沥青路面:未来或梦想?

沥青路面基础的能源回收

有些人这么认为。在东海岸和山区西部,正在进行早期努力,看看是否可以使用沥青路面,不仅要移动车辆,还可以收集太阳能这可以经济有效地使用。我们都知道热沥青在阳光下如何以及在天黑后如何保持热,并且在许多利用中,沥青路面到处都是多气候。

伍斯特理工学院(WPI)在马萨诸塞州伍斯特,一直在研究沥青太阳能收藏家(也许更好地称为沥青路面太阳能收藏家)。2008年8月他们报道了关于对年度研讨会的研究现状国际沥青路面学会在瑞士苏黎世,发现沥青路面对持续的能源恢复具有很大的承诺。只有对基本路面设计的微小修改,能量恢复可以最大化。

“伍斯特多报告称,最大热量在表面以下两英寸。对于佩戴课程中的一些人行道,或者在它的底部。因此,每次您都resurface时,您将删除足够的劣化路面以到达太阳能收集器机制。每次都会损坏吗?或者您必须将机制安装一点点更深,从最佳温度区避免损坏?“Gregory W.Perry,PE,花丘,德克萨斯州的高级项目工程师

实施的障碍是显而易见的

“I like the idea of using asphalt pavement as a solar collector, but you can’t in any way reduce the primary purpose of the pavement: moving people and goods from place to place in motorized vehicles,” says Gregory W. Perry, PE, senior project engineer for the town of Flower Mound, Texas (a Dallas/Fort Worth area suburb), when he first encountered the idea. “The Worcester Poly report says the maximum heat is two inches below the surface. For some pavements that’s in the wearing course, or at the bottom of it. So each time you resurface you will remove enough inches of deteriorated pavement to reach the solar collector mechanism. Will it be damaged each time? Or do you have to install the mechanism a little deeper, out of the optimum temperature zone, to avoid damage?”

佩里在考虑新使用现有技术时,佩里反映了许多路面专家的想法。“停车场是一个明显的可能性,”佩里说。“只要看看停车位由于热轮胎和热风发动机停放在热路面上的地方。很多能量正在消散并没有使用。“主要高速公路甚至更加划省城市街道可能不是太阳能恢复的好候选人。“这些动脉对车辆的批判性可能会阻止他们对任何类型的太阳能收集的用途。停车场,肯定。邻居街道,也许。车道,绝对。沥青人行道,为什么不呢? But heavily traveled streets and highways, it’s hard to see how it could work,” Perry says.

然而,Perry对这可能工作的替代建议:“也许它可以在一般航空机场尝试。不是携带计划流量的大机场,而是较小的机场,但私人和商业飞机使用的较小的机场。“这些较小的机场几乎总是有沥青路面。来自使用跑道,滑行道和围裙的平面的负荷是灯光,交通堵塞的大量路面停留,阳光击球。“所有这些机场都有内部电力需求,大多数都接近他们服务的城市,”Perry补充道。“从能源生成到最终使用的距离是必须考虑的一个因素。”

太阳能回收替代方法

你还能做些什么来沥青路面让它“更环保”?一家小公司在索勒,爱达荷州,太阳巷道,看着不同的方法。斯科特和朱莉伯瑟认为,没有任何沥青,可以建造道路。他们的网站包括这一愿景:

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“太阳巷道是一系列结构化工程的太阳能电池板被驱动。这些想法是用太阳能道路面板取代所有当前的石油基沥青道路,停车场和车道,从而收集我们的家园和企业使用的能量。我们的最终目标是能够将多余的能量存储在太阳道路上。这种可再生能源取代了目前用于产生电力的化石燃料的需求。反过来,这意味着削减了温室气体的一半。“

在太阳道路模型中,使用三层。顶层称为道路表面层,将由半透明,高强度玻璃构成。它旨在成为佩戴课程,正在做我们对车辆服务的路面预期的一切,但让阳光通向嵌入在这层中的太阳能集热器。也嵌入路面层的LED中是可用作路面标记或道路用户消息传递的LED。电子图层包含一些高科技组件,让道路感应负载并控制能量恢复。基板层包括使能量从路面移动到最终用途的机构。在这些层中的每一个中,消费后(即回收)产品使用最大化。

太阳巷道视力大,也许远离实施而不是WPI概念。虽然已经安装了一些小型示范项目,但需要更多的研究。

证明可行性所需的研究

梦想重新谋杀路面是为了帮助环境,但到目前为止所做的少量研究只表明了能量恢复应该是可能的。到目前为止,它还没有解决与这种新的二次使用的初步使用路面的合并,也没有证实可行性。

“你花了什么?”问佩里。“对于新的路面或重新铺设,太阳能收集器的安装听起来像精度工作,可能比路面建筑本身更精确。这听起来很昂贵。越野设备如何将热量转换为能量或热水?必须支付,安装和维护。而如果电力是最终产品,您需要传输或分发它。“

“也许它可以在普通航空机场审判。不是携带计划流量的大机场,而是较小的机场,但私人和商业飞机使用的较小的机场。所有这些机场都有内部电力需求,大部分都靠近他们服务的城市。能源生成到最终使用的距离是必须考虑的因素。“Gregory W.Perry,PE,花丘,德克萨斯州的高级项目工程师

佩里是对的。仍然需要众多研究。WPI研究开始使用计算机仿真,然后移动到实验室规模测试,然后终于去了一个户外测试补丁。结果均为希望,但该研究不包括路面上的车辆负荷。必须考虑正常的天气范围,必须建模各种气候以确定全面的可行性。虽然前景是令人兴奋的,但研究看起来令人生畏,如这种问题的简短列表所示。

  • 什么是增加的成本?
  • 能量是否足以证明成本是合理的?
  • 是的,沥青路面在黑暗后保持着热量,但如果在白天将热量拉出来,阳光下降时会留下多大的热量?
  • 在阴天的日子有多有效?
  • 停放车辆频繁覆盖的停车位有何影响?
  • 热量从车辆辐射到路面,但阳光被阻挡。太阳能集合仍然可行吗?
  • 通过太阳能收集机制的存在改变了沥青路面的耐用性吗?
  • 是否有足够的力量来承受车辆载荷的机制?
  • 这是如何限制所用机制的类型?
  • 该机制是否会在下一次覆盖期间损坏?
  • 保护机制需要多少护理能力推动覆盖的成本?
  • 由于太阳能收集不起作用时,需要重复电源吗?

在我们未来的沥青路面太阳能集合吗?

正在进行的沥青路面太阳能收集器的发展在很大程度上无法到达流行的消息,并非所有这些都在美国发生。许多科学期刊有关于该技术的文章,而且示范项目已经在欧洲更大的规模构建而不是美国。世界某个地方,unentalded和没有常规新闻稿,大学和企业家正在通过问题,弄清楚解决问题,回答问题。

那么来自现有和未来的路面展台的太阳能恢复在哪里?它是技术梦想的,还是从实际实施的一点途中?我们将来可能会看到其中一些吗?“我不打算推​​荐给我的城镇,”佩里说,“但我想留在研究和发展之上。我认为未来可能包括沥青路面太阳能收集器,经济地用于减少其他来源的能源使用。“

大卫A.托德

CEI Engineering Associates,Inc. David的高级工程师和企业培训师David拥有36年的咨询土木工程师经验。他的经验包括水,废水,雨水,道路和固体废物基础设施。在过去的20年中,他参与了雨水问题。规格和建设行政当局一直是他在民事咨询工程中的专业。他在土木工程中拥有BS和MS学位,是四个州的注册工程师,以及侵蚀和沉积物控制的认证专业。

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