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走路也能发电了!是脑洞大开还是成为现实?

时间:2018-11-15 13:45

  到2050年,超过三分之二的人类将生活在城市中,科学家和科技企业正在寻找在建筑环境中利用可再生能源发电的新方法。

  1、将来,大家的办公室窗户可以通过太阳照射获取能量,而街道上的灯柱则在混凝土中储存电力。

  2、当车辆呼啸而过时,垂直风力涡轮机将会旋转产生能量。

  3、人行道和公路将会从通勤者、公共汽车以及卡车运动中产生少量能量。

  4、无人驾驶出租车车队将把多余的能源回馈给电网,城市通常会更有效地利用它们所消耗的能源。

  这是许多技术专家、环保主义者和城市规划者的能源愿景。但它是否真能成为现实?

  使用KGP水泥混合物储存和传输电能

  由发电站废料制成的水泥混合物可以把建筑物变成电池。这些钾土溶胶(KGP)复合材料比普通水泥便宜,每平方米可以储存500瓦电力。

  英国兰卡斯特大学教授穆罕默德⋅萨菲(MohamedSaafi)说:“大家已经证明,KGP水泥混合物可以用来储存和传输电能,而不需要昂贵的或有害的添加剂。”

  这些小水泥块能给未来的城市提供电力吗?

  大量使用KGP建造的建筑也可以用来存储和释放过剩的电能,以帮助满足城市电网的需求。

  太阳能成为城市中最常见的能源

  美国布朗大学工程学教授尼廷⋅帕杜尔(Nitin Padture)表示,钙钛矿(perovskites)材料制成的太阳能电池面板,可以制成更薄、更便宜、所需温度更低的面板。由于它们是部分透明的,也可以用于窗户上的玻璃。但其缺点是它们中的大多数都含有铅,而铅是一种有毒的金属。

  不过,帕杜尔教授和他的团队目前正在研究一种方法:用钛来取代铅。

  他说:“钛很常见,但没有人想到用它来取代钙钛矿太阳能电池板中的铅。大家目前还不打算取代现有的硅技术,但大家希翼推动它向前发展。”

  道路两旁的垂直风机成为一道城市风景

  风能是另一种最常见的可再生能源,传统的涡轮机在建造区域不能很好地工作,因为风向变化很大。

  来自土耳其的科技企业Devici提供了另一个解决方案,即在道路上使用垂直风力涡轮机,由过往车辆的气流提供动力。

  该企业表示,其Enlil涡轮机目前正在伊斯坦布尔进行测试,每小时可以产生1千瓦的能量,足以满足两户家庭的电力需求。该企业还称,这种涡轮机还可以安装太阳能电池板和地震传感器。

  伊斯坦布尔街道上的垂直风力涡轮机

  光伏发电道路的尝试一直在进行

  Colas已经在诺曼底铺设了长近1公里的单行车道,投资430万英镑。在美国建成的1.6公里双车道公路成本则为380万英镑。

  Colas企业估计,在拥有5000名居民的小镇,1公里长的道路就可以为公共照明提供足够电力。

  2014年,阿姆斯特丹建成了长70米的太阳能自行车车道,建设成本为260万英镑。它在建成后第一年就生产了3000千瓦时电力。而260万英镑的建设成本,这座城市可以在公开市场上购买6500万千瓦时的电力。

  让汽车和行人生产能源的捕能公路

  另一项在商业上难以证明其合理性的技术是压电技术。如果你挤压某些材料,如石英,就可以使电流通过它们。因此,汽车和卡车在配备压电装置的特殊路面上行驶可以产生电力。行人也可以在特制的人行道上这样做。

  Pavegen企业在伦敦建成的发电人行道,但它是否会具有成本效益呢?

  英国的Pavegen企业已经开发出了发电人行道,行人每走一步就能产生2到4焦耳的能量。这条人行道每平方米的成本约为2350英镑,现在已经在全球超过200个地点安装,比如交通枢纽和购物中心等。

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