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且行且发电的故事

科普中国网 2016-09-01

  科技飞速发展的今天,能源成了我们首当其冲的问题。现在,科学家探索出了体温发电、树叶发电等各式各样新兴的发电理念。而已经被应用的一种新型发电方式——道路发电也进入我们的生活。以后,我们开车在高速公路上,就能为充电泵供电,实现了“且行且发电”的梦想。

  道路发电是指在不关系车子(包括汽车和火车)正常行驶地情况下将运动着的车子的动能转化为电能的道路发电形式,全球汽车所产生的可利用动能总量不逊于风能、太阳能的可利用总量。不断提高道路能量收集系统的生产效率和型号,使之适用于更多场合。

 

  美国道路发电实例

  中国公路到2010年底大致有400万公里,其中,高速公路里程达60302公里,一级公路有54216公里;若将这些道路用于太阳能、“压电转换”发电,所产生的电能将十分巨大。

  减速带在各种道路上大量使用,起到了提示驾驶员按车道行驶和必须减速行驶,避免驾驶员疲劳驾驶,并强制减速,提高车辆行驶安全性的作用,但无形中增加了汽车在行驶过程中的能量损失。随着道路车辆密度日益增加,这部分损失的能量相当可观,如果将它们加以收集,转化为可被利用的电能,不仅达到了节能目的,从长远来看,也将产生很大的经济效益。

  本设备从道路出发,将传统减速带进行改进,连接发电装置,安装于汽车需要减速的地段,当汽车通过此减速带时,作用于减速带上的重力势能将被转换为电能,既不影响汽车正常行驶,也不额外消耗能量,在帮助汽车减速的同时产生电能,符合低碳环保新理念。汽车对板的摩擦力所做的功为系统总能量,理想状态下,该能量用于板的移动、主轴转动及重锤上摆,主轴转动将带动发电机发电,用蓄电池储存电能,进行供电。

  道路能量收集系统技术(动态能量系统)当车辆压过路面嵌入式“踏板”时,道路能量收集系统充分收集起其产生的引力和动力。这些动能和重能联合起来,产生一系列电力和机械运动,从而生产出绿色环保的电力;道路能量收集系统主要包含二部分部件:1、路面“踏板”(一系列踏板组合而成)2、电力控制房(包含发电机、逆变器等设备,都集成到一个集装箱中,将生产的电力传输到电网或终端用户)并配有太阳能电板,保证系统日常供电需求。

 

  道路光伏发电

  所以,道路能量收集系统理想的安装场所需要:1、道路能量收集系统无需很大的安装空间,所有设备均模快化设计,极易安装;2、需要稳定的日车流量;3、无需任保气候要求;4、道路能量收集系统理想的安装场所包括:港口出入口、海关进出口、汽车/卡车总站、称重站、收费站、停车场、军用设施和主题公园的设备。

  在不影响车子(包括汽车和火车)正常行驶的情况下将运动着的车子的动能转化为电能的道路发电形式。这是以色列技术研究院下属公司的一个项目,它在普通路面的沥青中植入大量的压电晶体,通过汽车驶过时的压电转换来发电,1公里的路面能产生约100—400千瓦的电力。

  以色列科学家表示,他们已经找到一种利用汽车移动让街道和公路发电的方式,他们将于2009年1月开放世界上第一条可发电的公路并进行现场演示。科学家称,汽车每在柏油路上行使1英里(1.6公里)便可产生超过640千瓦电量,足以为12辆小型汽车供电。

 

  道路发电

  这个具有开创性的系统工作方式与已经用于伦敦夜总会的可发电舞池类似。当在公路上行驶时,汽车会挤压微型压电晶体,使其产生少量电量。如果数千个压电晶体被植入公路表面,便可产生巨大电量。产生的电流可以被传回国家供电网或者用于照明和供热。参与此项研究的以色列公司Innowattech将在几周之后揭开世界上第一条发电公路的神秘面纱。除了锁定公路外,这家公司也正在研发用于铁路以及机场自动人行道的类似系统。

  据专家们估计,如果将这种方式引入英国并在全国普及,足可以解决近3.5万辆小型汽车的用电问题。过去十年来,全世界科学家都致力于类似计划。2007年,美国科学家在都灵火车站进行了一项实验,以验证人类能量可以用于发电。他们制造了一个发电机原型,利用人的脚步移动发电。他们表示,相当数量的人的脚步移动足可以产生带动一辆火车的电量。如果将类似系统用于夜总会,在那里跳舞的人便可为供暖、照明和音响设备供电。

 

  以色列发电公路项目由以色列工程师和海法理工学院参与,科学家海姆·阿布拉莫维奇担任项目领导人。目前,他们正准备在一条长100米的路段示范这一发电系统如何工作。这家总部位于以色列海法的因诺瓦科技公司正在研发一项具有革命性的新技术,将让汽车在耗能的同时也能产生新能量。在最近进行的一项实验中,研究人员让一辆货车驶过道路,路面下的发电设备便开始工作,产生的电流成功把灯泡点亮了。这一技术的奥秘就在于在路面下铺设了一种特殊的材料,这种材料在受压变形时会产生电能,也就是说,汽车行驶时对路面的压力通过它转变成电能。研究人员表示,其具体发电量取决于路面上通行车辆的数量、重量和行驶速度,理想情况下每公里路段发电量可达500度,足以供应800户人家的用电需求。并且公路发电本身并不产生任何额外污染,其成本也仅相当于传统发电方式的一半,预计设备投资在6到10年内就可收回。因诺瓦科技公司正在对其进行完善,希望今后将其应用在公路、铁路和飞机场等各种场所。

  道路发电给我们提供了一个非常理想和可行的发电路径,相信在不远的将来它就能变成现实。届时,我们开着车,就能边走边发电,享受科技带给我们的飞驰和便捷。(编辑:yuan源)

责任编辑:李阳阳

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