欧洲的城市立面和人行道如何用于收集清洁能源 地平线:《欧盟研究与创新》杂志

欧洲人已经习惯于在建筑物的屋顶上看到太阳能电池板。 但是,在我们的城镇中,还有许多其他人造表面可用于收集能源,包括建筑表面。

巴特·埃里希(Bart Erich)博士在欧洲会议上说:“在欧洲,可用的建筑面积与屋顶面积相近。 荷兰应用科学研究组织。 他领导了一个名为 预见,它研究了从建筑物表面收集能量的技术。

项目团队估计,欧洲约有600亿平方米的建筑立面面积,是实现这一目标的主要房地产 欧洲的目标 2050年能源中和的建筑环境。

参与该项目的公司和研究人员给公寓带来了积极的挑战,那就是使建筑物产生正能量,这意味着建筑物产生的能量超过其使用的能量。 这个想法是将四种新技术集成到建筑立面中以收集热量或电力。

一种技术是收集电力的光伏窗户。 它们在玻璃中具有条纹状的特征,使其非常适合需要光线进入的楼梯或窗户,但不需要完全透明。

另一种方法是使用特殊的涂料,该涂料吸收40%-98%的阳光,具体取决于颜色。 然后将粉刷过的面板连接到特殊的热泵上。 埃里希博士说:“(这些)会产生热量或热水。”

即使在炎热的夏季,该系统也可将面板保持在相当稳定的温度下,从而有效地收集热量。 这项技术已在荷兰阿尔梅勒(Almere)的学校体育馆内试用,用于将体育馆供暖和热水。

也有采用集热技术的彩色玻璃面板。 这些可以装饰在建筑立面上。

第四种技术是利用特殊的通风窗在夏天为建筑物降温。 埃里希博士说:“玻璃是透明的,它可以收集来自太阳光的近红外辐射。”

通过使空气流过玻璃内部的通道,可以消除热量。 之所以冷却,是因为玻璃像百叶窗一样,将阳光中的能量过滤掉了。 通常,外面会反射很多光,导致城市升温,并增加了对空调的需求。

光伏窗户包含嵌入的太阳能电池板,该太阳能电池板可以在仍然发光的同时收集电力。  图片来源:TNO和NSG皮尔金顿

更智能的表面

我们中的许多人都认为日常表面应该只是耐磨的。 塞萨尔·桑吉欧吉教授意大利博洛尼亚大学(University of Bologna)的材料工程师认为,我们应该从这些表面上获得更多期望,并且我们可以创建具有更智能表面的新型城市环境。 “我们正在寻求创造更多宜居的城市空间和地面,”领导一项名为“ 更安全。

该项目支持早期职业科学家研究如何改善我们骑行,驾驶和行走的人行道。 大多数人行道不包含任何技术,并且与几个世纪以来使用的技术相似,但是欧洲科学家致力于彻底改变这种状况。

在英国,兰开斯特大学的研究人员(包括SaferUp的一名研究人员)正在通过在其中安装机电设备来制造智能道路。 当被交通压扁时,它们会将机械能转化为电能。 在正常的交通状况下,这可能会在1公里的延伸范围内产生足够的能量,从而点亮约2,000个路灯或监视交通量的功率传感器。 计划在2021年进行现场测试。

“在欧洲,有类似数量的建筑表面可以用作屋顶空间。”

荷兰应用科学研究组织Bart Erich博士

与此同时,意大利佩鲁贾大学的科学家们正在研究可以在道路或桥梁中放置的水泥中的智能传感器。 Sangiorgi教授说:“由于车辆通过而弯曲或变形时,微小的颗粒对电流的抵抗力会发生变化。” 这就是所谓的压电效应-当在某些材料(例如陶瓷)上施加机械应变时就会发生。

Sangiorgi教授说:“您需要一些电子设备,但是材料本身可以检测重量,或者可以多快或有多少辆车通过它,并报告材料状况(构成桥梁)。” 将来,可以在道路或桥梁检查期间将该信息下载到安全工程师的电话或便携式计算机上。 通过更好地监控此类结构的磨损,这可以预防灾难性故障,例如2018年4月意大利热那亚的高速公路桥梁坍塌。

酷城市

未来的人行道也正在设计中,以更好地处理热量。 如今,由于建筑物和人行道在夜间从太阳光中释放热量,因此许多城市夏季的气温要比周围的乡村高。

这种热岛效应会导致更多的疾病和死亡, 特别是热浪袭来时。 佩鲁贾大学的科学家正在开发颜色更浅的表面,其吸收的热量远低于黑色沥青。 这利用了磷光材料,该材料可以存储然后发光。 即使与混凝土混合,特殊材料也会发出蓝色或黄色的光。 这条发光的人行道的温度低于正常的城市表面。

意大利佩鲁贾大学的材料科学家安娜·劳拉·皮塞洛(Anna Laura Pisello)博士说,人行道上的光会在日落后持续一两个小时,因为它会释放阳光中的能量。 她说,这可以节省街道照明的能源。 去年开始在佩鲁贾大学的校园内测试意大利人行道上的混合料,预计将于今年晚些时候在该市使用。

沥青的表面在 夏季热浪中摄氏70度。 加热导致其弯曲和破裂,增加了维护成本并缩短了表面的使用寿命。 在德国,SaferUp的科学家正在与他人合作开发 嵌入式管道网络 在人行道上带走热量。 Sangiorgi教授说:“当有冰块时,管道可以从地热中获取能量来加热人行道,或者在太热时用地下水冷却人行道。”

对于新的外墙,埃里希博士说,通常情况下,建筑物的正面不会把钱还给业主,但是,例如,彩色玻璃板应该能在15年内获得投资回报。 与铺装技术一样,第一步是在实验室中构建原型,然后在现实世界中对其进行测试和展示。 在不久的将来,更多的节能涂料面板,透明玻璃和彩色玻璃的演示将被集成到建筑物中,以展示未来的立面。 光伏玻璃正在奥地利的一栋公用事业建筑中进行测试,热那亚大学的一栋建筑中的面板和通风窗以及荷兰公寓中的彩色集热器正在接受测试。

在不久的将来,欧洲人将在内部装有传感器和电子设备的更智能的人行道上行走。 如果抬头仰望,他们可能会欣赏引人入胜的建筑立面,这些立面无声地从阳光中收集能量,同时为周围的城市降温。

本文中的研究由欧盟资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。


This article – ” 欧洲的城市立面和人行道如何用于收集清洁能源 地平线:《欧盟研究与创新》杂志
” – was originally published in Horizon, the EU Research and Innovation magazine

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作者: NewsWire

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