Hvordan kan en hastighedsbump høste elektricitet?

Billedgalleri til bilsikkerhed En bil passerer en stor hastighedsbump på Coto de Caza Drive i Coto de Caza, Calif. Se flere bilsikkerhedsbilleder. AP Photo / Reed Saxon

Der var en tid, hvor debatter omkring hastighedsdumpere drejede sig om, hvorvidt et samfund havde brug for hastighedsstød for at bremse chaufførerne på en bestemt vej. Sikkerhed var det centrale spørgsmål. Nu er et nyt vigtigt spørgsmål på vej ind i diskussionen - spørgsmålet om, hvorvidt hastighedsstød faktisk kan høste ubrugt energi fra en bil eller ej.

Mange energidiskussioner, der involverer køretøjer, fokuserer på, hvordan man reducerer brændstofforbruget eller de samlede energiomkostninger ved drift af det køretøj. Hybridbilteknologier ser ud til at fokusere på enten at reducere mængden af ​​brændstof, en bil bruger, eller måder til at skabe strøm (til bilen) ved at implementere systemer som regenerativ bremsning. Men at bruge et køretøj til at skabe strøm til en ekstern enhed har ikke modtaget så meget opmærksomhed. Så hvordan kan det arbejde?

Når et køretøj nærmer sig en hastighedsstød, trykker de fleste bilister ned på bremsepedalen for at bremse bilen. Bilens bremsesystem bruger energi, der overføres til bremseklodser og derefter til varme. Det kræver en masse energi at bremse eller stoppe en bil. Derudover modtager selve hastighedsbumpen energi via vægten af ​​køretøjet, der kommer i kontakt med det.

Nogle ingeniører og teknologivirksomheder ønsker at høste den energi, der bruges til at bremse køretøjer ved hastighedsstød, og bruge den til at drive ting som trafiklys, motorvejslys eller endda til at sende det til et elnettet, der skal bruges af hjem og forretning i samfundet. Tanken er at samle den energi, der spildes, når køretøjet går over hastighedsbumpen.

MotionPower genererer elektricitet, når en bil kører over enheden på Four Seasons Hotel i Washington, DC. Sam Hurd / National Press Club / New Energy Technologies, Inc.

Så nu ved du, at en vis mængde energi går tabt, når en bil nærmer sig og kører over en hastighedsstød; lad os dog se på, hvordan nogle teknologivirksomheder udvikler løsninger til at udnytte den energi, som den bruges. Ét hastighedsstøddesign (der faktisk ligner mere metalrampe) kan udtrække den energi, der bruges af en bil, der bremser ned og genererer ca. 2.000 watt, når bilen kører kun 5 miles i timen (8 kilometer i timen) [kilde: Biello ]. Nogle indledende offentlige test fandt sted på fastfood-restauranter, hvor chauffører ofte ville bremse og bevæge sig i lave hastigheder alligevel. Speedbumpen blev kablet til et lys ved siden af ​​butikken, der ville lyse op, hver gang en bil kørte over toppen af ​​hastighedsbumpen.

Når et køretøj kører over disse hastighedsstød eller kinetiske plader som det undertiden henvises til, kastes en håndtag på køretøjets vægt. Håndtaget drejer et svinghjul, der drejer rundt og skaber energi. Svinghjulet fungerer på samme måde som en bils generator - det drejer rundt og skaber strøm til at køre elektriske komponenter på køretøjet. Den elektricitet, der oprettes af disse hastighedsstød, er dog øjeblikkelig, og den skal straks ledes til en kilde, der skal bruges [kilde: Biello]. Ingeniører arbejder i øjeblikket på måder at lagre energien effektivt på, så den kan bruges, når det er mest nødvendigt.

Et firma, New Energy Technologies, håber at bruge variationer af hastighedsbumpen på rumble strips ved vejafgange, stopskilte, motorvejsudgangsramper, trafiklys og andre steder køretøjer bruger energi til at producere betydelige mængder potentiel elektricitet. Selvom teknologien virker som en nyttig bestræbelse, er nogle skeptiske over, at processen nogensinde kunne skabe kraft nok til at være praktisk. Nogle siger endda, at systemet faktisk får køretøjer til at bruge mere energi til at gå over disse typer hastighedsstød; hvilket betyder, at al oprettet elektricitet gøres ved, at køretøjet brænder mere brændstof for at opnå det ønskede resultat [kilde: Chapa].

Selvom vi ikke ser disse hastighedsbumpe i regelmæssig brug lige nu, udvikler mange nye typer teknologier sig med den samme idé. På næste side undersøger vi en anden teknologi, der forsøger at udvinde energi fra biler.

I Storbritannien har nogle købmandsforretninger implementeret kinetisk pladeteknologi i deres faciliteter. Kunder kører over pladerne på parkeringspladsen, og pladerne driver en generator, der skaber 30 kilowatt strøm i timen [kilde: Chapa]. Butikken bruger derefter den ekstra magt til at køre deres kasseapparater.

Men bortset fra specielt designet hastighedsstød, der kan udvinde energi fra langsomt bevægelige køretøjer, er der for nylig blevet udviklet andre teknologier, der prøver at udnytte spildt energi, skønt på forskellige måder.

I 2008 udviklede en gruppe studerende fra Massachusetts Institute of Technology en støddæmper, der genererer elektricitet, hver gang et køretøj kører over ujævnheder eller huller i vejen. Når et køretøj, der er udstyret med støddæmpere, går over en stød, tvinger det væske gennem en turbin, der er fastgjort til en generator. Spindingsturbinen og generatoren skaber elektricitet og sender den derefter til et batteri til opbevaring. Dette system kan øge et køretøjs brændstofeffektivitet med op til 10 procent [kilde: Chandler].

De energiproducerende støddæmpere fungerer bedst på tunge lastvogne, hvor en 6-chokbil kan producere 1 kilowatt i gennemsnit pr. Stød under normale vejforhold [kilde: Chandler]. Denne mængde strøm ville give tunge køretøjer mulighed for at bruge strøm genereret udelukkende fra støddæmpere uden hjælp af en generator, og kunne endda producere nok strøm til at køre tilbehørsenheder.

Denne støddæmper-teknologi adskiller sig fra kinetiske plader ved at tage elektriciteten produceret af køretøjet og kanalisere den tilbage i køretøjet i stedet for til en fast enhed. Afsendelse af energien tilbage til køretøjet kan være en mere effektiv måde at bruge den spildte energi på, i det mindste indtil energi, der udvindes fra hastighedsstød let kan opbevares og overføres til enheder eller strømstyringssystemer effektivt.

For mere information om høst af energi fra vejoverfladen og andre relaterede emner, følg linkene på næste side.

Relaterede artikler

• Sådan fungerer regenerativ bremsning
• Sådan fungerer bremserne
• Sådan fungerer elektricitet
• Sådan fungerer batterier
• Sådan fungerer strømnet

Flere gode links

• 60-Second Science
• MIT Nyheder
• New Energy Technologies Inc.

Kilder

• Biello, David. "Vil en hastighedsbumpe drive nettet?" Videnskabelig amerikansk. 3. september 2009. (19. januar 2010) http://www.scientificamerican.com/blog/60-second-science/post.cfm?id=will-a-speed-bump-power-the-grid -2009-09-03
• Chandler, David. L. "Mere kraft fra buler i vejen." MIT Nyheder. 9. februar 2009. (21. januar 2010) http://web.mit.edu/newsoffice/2009/shock-absorbers-0209.html
• Chapa, Jorge. "Sainsburyys nye kinetiske energi drevne grønne supermarked." Inhabitat. 18. juni 2009. (20. januar 2010) http://www.inhabitat.com/2009/06/18/sainsburys-new-kinetic-energy-powered-green-supermarket/
• New Energy Technologies Inc. (20. januar 2010) http://www.newenergytechnologiesinc.com/technology.html