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太阳能沥青路面:未来或梦想?

写道

减少、再利用、再循环。这是环保运动最简单的口号,也是全国家庭和小型项目的指导原则。这个原则如何适用基础设施,特别是沥青路面?我们已经尽可能少地使用沥青路面,但这更像是一个经济决策。我们回收沥青路面来建造新的路面。我们将其用作清洁填料。我们还能用它做什么?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?

从沥青路面基础中回收能量

有些人这样认为。在东海岸和西部山区,早期的努力正在进行,看是否可以使用沥青路面,不仅是移动车辆,也收集太阳能这可以有效地利用。我们都知道炎热的沥青如何在阳光下,它是如何在天黑后保持炎热,沥青路面无处不在,在许多用途,在许多气候。

位于马萨诸塞州伍斯特的伍斯特理工学院(WPI)自2006年以来一直在研究沥青太阳能收集器(也许更合适的名字是沥青路面太阳能收集器)。2008年8月他们报道了关于研究现状的年度研讨会国际沥青路面学会在瑞士苏黎世,他发现沥青路面对持续的能源回收有很大的希望。只需对基本路面设计稍加修改,即可最大限度地恢复能量。

“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

执行方面的障碍是明显的

“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?”

佩里反映了许多路面专家在考虑这种现有技术的新用途时的想法。佩里说:“停车场显然是实现这一目标的可能。”“只要看看由于轮胎和发动机停在炎热的路面上而导致的停车位退化就知道了。很多能量被浪费掉了,没有被利用。”主要的高速公路和更繁忙的城市街道可能不是太阳能回收的好选择。“这些交通要道对车辆至关重要,可能会阻止它们用于任何形式的太阳能收集。停车场、确定。附近的街道,也许吧。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

你还能对沥青路面做些什么来让它“更绿色”呢?爱达荷州萨格尔的一家小公司,太阳能公路正在寻求一种不同的方法。斯科特和朱莉·布尔肖认为,没有柏油路也可以修建。他们的网站包括这样的愿景:

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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Solar road模型中,使用了三层。顶层被称为路面表层,将由半透明的高强度玻璃构成。它被设计成一个耐磨层,做了我们所期望的为车辆服务的路面的一切,但让阳光通过太阳能集热器嵌入这一层。此外,道路表层还嵌入了led,可用于路面标记或道路用户信息。电子层包含一些高科技组件,让道路感知负载和控制能量回收。所述底板层包括将能量从路面移动到最终用途的机制。在每一层中,消费后(即回收)产品的使用都是最大化的。

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。

  • 增加的成本是多少?
  • 回收的能量是否足以抵消成本?
  • 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?
  • 它在阴天有多有效?
  • 经常被停放车辆覆盖的停车位会受到什么影响?
  • 热量从车辆散发到人行道上,但是太阳被挡住了。太阳能收集仍然可行吗?
  • 太阳能收集装置的存在是否会改变沥青路面的耐久性?
  • 是否有足够的力量来承受车辆载荷的机制?
  • 这如何限制所使用机制的类型?
  • 该机制是否会在下一次覆盖期间损坏?
  • 保护这一机制所需的谨慎程度会使覆盖层的成本上升多少?
  • 当太阳能收集不工作时,是否会出现重复的电力供应?

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。“

最后修改日期是2012年2月9日
大卫·a·托德

CEI engineering Associates, Inc.的高级工程师和企业培训师。大卫有36年的土木工程师咨询经验。他的经验包括水、废水、暴雨、道路和固体废物基础设施。在过去20年的大部分时间里,他都在研究雨水问题。规范和建设管理一直是他的专业在土木咨询工程。他拥有土木工程学士和硕士学位,是四个州的注册工程师,是侵蚀和泥沙控制的注册专业人士。

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