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公布工夫:18-11-08

到2050年,凌驾三分之二的人类将生涯正在城市中,科学家和科技公司正在寻觅正在修建情况中应用可再生能源发电的新方法。

未来城市供电老大难?尝尝这些大开脑洞的发电体式格局图1:可以或许贮存电力的街灯柱能够低落城市照明本钱

未来,我们的办公室窗户能够经由过程太阳照耀获得能量,而街道上的灯柱则正在混凝土中贮存电力。当车辆咆哮而过期,垂直风力涡轮机将会扭转发生能量。人行道和公路将会从通勤者、公共汽车和卡车活动中发生少许能量。无人驾驶出租车车队将把过剩的能源回馈给电网,城市通常会更有效地应用它们所斲丧的能源。

最少,那是很多手艺专家、环保主义者和城市规划者的能源愿景。但它是否真能成为实际?

未来城市供电老大难?尝尝这些大开脑洞的发电体式格局图2:混凝土灯柱能够酿成电池,贮存整夜事情所需的电力

新材料展现出更灼烁的前程。比方,由发电站废物制成的水泥混合物能够把建筑物酿成电池。这些钾土溶胶(KGP)复合材料比一般水泥自制,每平方米能够贮存500瓦电力。研究人员示意,一般的街灯每晚耗电700瓦,而由KGP制造、配有小型太阳能电池板的6米下灯柱能够贮存充足多的电力,可供全部早晨运用。

英国兰卡斯特大学教授穆罕默德·萨菲(Mohamed Saafi)道:“我们曾经证实,KGP水泥混合物能够用来贮存和传输电能,而不需要高贵的或有害的添加剂。”

未来城市供电老大难?尝尝这些大开脑洞的发电体式格局图3:这些小水泥块能给将来的城市供应电力吗?

大量运用KGP制作的修建也能够用来存储和开释过剩的电能,以资助知足城市电网的需求。新材料也有助于使太阳能电池板变得更自制,更具本钱效益。太阳能是城市中最常见的可再生能源,且其发电本钱继承下跌,从十年前每瓦约3英镑降至今天的0.4英镑。

正在英国,凌驾三分之一的公司曾经最先本身发电,重要运用屋顶太阳能电池板。但制造硅基太阳能电池板需求消耗大量能源,它需求1400摄氏度以上的温度,并且硅的纯度必需到达99.9999%。

未来城市供电老大难?尝尝这些大开脑洞的发电体式格局图4:太阳能是城市区域最常见的可再生能源

但美国布朗大学工程学传授尼廷·帕杜尔(Nitin Padture)示意,钙钛矿(perovskites)质料制成的太阳能电池面板,能够制成更薄、更自制、所需温度更低的面板。因为它们是局部通明的,也能够用于窗户上的玻璃。但其瑕玷是它们中的大多数皆含有铅,而铅是一种有毒的金属。

不外,帕杜尔传授和他的团队现在正在研讨一种要领:用钛来庖代铅,他道:“钛很常见,但出有人想到用它去庖代钙钛矿太阳能电池板中的铅。我们现在借不计划庖代现有的硅手艺,但我们期望鞭策它向前生长。”

未来城市供电老大难?尝尝这些大开脑洞的发电体式格局
图5:含有钛的钙钛矿能够建造更高效的太阳能电池板

风能是另一种最常见的可再生能源,传统的涡轮机正在制作地区不克不及很好天事情,由于风向转变很大。为此,研究人员尼古拉斯·奥雷拉瓦纳(Nicolas Orellana)和亚森·诺兰尼(Yaseen Noorani)提出了制造球形风力涡轮机的假想,处理风向转变的题目。

奥雷拉瓦纳取诺兰尼开辟的O-Wind型风力涡轮机曾经赢得了英国2018年詹姆斯戴森大奖(James Dyson Award),它是一个球形装配,不管风从任何偏向吹去,它皆能扭转。

来自土耳其的科技公司Devici供应了另一个解决方案,即正在道路上运用垂直风力涡轮机,由过往车辆的气流供应动力。该公司示意,其Enlil涡轮机现在正在伊斯坦布尔停止测试,每小时能够发生1千瓦的能量,足以知足两户家庭的电力需求。该公司借称,这类涡轮机借能够安装太阳能电池板和地动传感器。

未来城市供电老大难?尝尝这些大开脑洞的发电体式格局图6:伊斯坦布尔街道上的垂直风力涡轮机

但其实不是所有的城市能源开采项目皆具有贸易意义。比方,正在法国,工程公司Colas曾经正在全国各地,和美国和日本,拓荒出光伏道路。Colas曾经正在诺曼底铺设了少远1千米的单行车道,投资430万英镑。正在美国建成的1.6千米单车道公路本钱则为380万英镑。

另有一个问题是它们的能源生产能力有多强?太阳能电池板是平放正在地面上的,而不是朝向太阳,为此能够遭到交通堵塞的影响,偶然也会被雪、泥或火掩盖。

葡京赌伙图7:Colas公司预计,正在具有5000名住民的小镇,1千米少的道路便能够为大众照明供应充足电力

2014年,阿姆斯特丹建成了少70米的太阳能自行车车道,建立本钱为260万英镑。它在建成后第一年便消费了3000千瓦时电力。而260万英镑的建立本钱,那座城市能够正在公然市场上购置6500万千瓦时的电力。

另外一项正在贸易上难以证实其合理性的手艺是压电手艺。若是您挤压某些质料,如石英,便能够使电流经由过程它们。因而,汽车和卡车正在装备压电装配的特别路面上行驶能够发生电力。行人也能够正在特制的人行道上如许做。

2009年,以色列公司Innowattech实验了捕能公路,如今美国的Pyro-E公司也正在加州弗雷斯诺的一小段公路上展现相似的手艺。但是,只管此举在技术上是可行的,但现在的本钱却下得使人望而生畏。

有些人经由过程盘算发明,正在美国制作1千米少的双向捕能公路,需求13000台压电装备,为建立本钱增添30.7万英镑开支。纵然不思索制造或安装本钱,也需求约莫12年的工夫才气赚回这笔钱。

英国的Pavegen公司曾经开辟出了发电人行道,行人每走一步便能发生2到4焦耳的能量。那条人行道每平方米的本钱约为2350英镑,如今曾经正在环球凌驾200个所在安装,好比交通枢纽和购物中心等。

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图8:Pavegen公司正在伦敦建成的发电人行道,但它是可会具有本钱效益呢?

那听起来能够很贵,但太阳能电池板刚上市时也是云云。Pavegen创始人兼首席执行官劳伦斯·凯姆鲍尔-库克(Laurence Kemball-Cook)示意:“我们信赖,将我们的城市变得更好的将不仅仅是科技,借有人。”

凯姆鲍尔-库克借称:“主要的是,我们经由过程应用程序对人们的互动停止嘉奖。因而,经由过程正在零售情况或街道上挑选更康健的发电人行道,您能够资助所在城市变得越发可持续性生长,并可从中得到回报。”[摘自网易科技]


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