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舗装道路面での太陽熱発電

铺设道路上的太阳能热发电

基本信息

批准号：
16651030
负责人：
長谷部正基
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

都市部においては道路舗装やコンクリート構造物など、熱容量の大きい構造物で覆われた空間が形成されており、赤外放射等による温度上昇が発生しやすい環境となっている。特に道路舗装面は太陽熱エネルギーにより真夏には70℃以上にまで上昇する。近年、地球温暖化防止、一次エネルギー消費量削減のために新エネルギーの普及促進、未利用エネルギーの利用促進が求められており、こうした道路舗装面に蓄積された太陽熱エネルギーの有効利用は省資源、省エネルギーの見地から重要である。利用方法としては温水供給などの直接利用方式と電気エネルギーへ変換する間接利用方式とがあるが、直接利用方式は需要、立地などの観点から今後とも大規模な利用は困難である。本発電システムでは熱源の温度変動などに即応できる性能が要求される。道路舗装面の太陽熱エネルギーによる熱電発電の場合、システムの構成要素が熱電素子を含む熱交換器のみで、負荷の変動による燃料所要量の変化に対する追従性が良いこと、可動部分が無いため信頼性が高く保守が容易である等の利点がある。本研究では道路舗装面の熱エネルギーを熱電素子の発電機能により電力として回収する発電システムを研究した。我々は当該システムを路面熱利用発電システム(RTEC : Road Thermal Energy Conversion System)と称する。本研究はRTECの概念設計を行い、その実用化の可能性を明らかにした。なお、アスファルト舗装は舗装材料の物性により高温になると軟化し、その結果通行車両から受けるせん断力によりわだち掘れが発生する。これは舗装の耐用年数を短縮させる主因となっている。RTECの機能として、発電による路面温度の低下、これによるヒートアイランド現象の緩和、なおかつアスファルト舗装の耐久性が向上することも期待される。

The urban areas are equipped with roads, buildings, structures with large thermal capacity, and structures with large thermal capacity. The temperature rise occurs due to the formation of space and radiation. In particular, the road surface is heated by the sun and rises above 70℃ in summer. In recent years, prevention of global warming, reduction of primary energy consumption, popularization of new energy, promotion of utilization of unused energy, accumulation of solar energy on road surfaces, and conservation of resources and ideas have become important. The method of utilization is: hot water supply, direct utilization, electricity generation, replacement, indirect utilization, direct utilization, demand, location, difficulty in large-scale utilization. This system is based on the temperature variation of the heat source, i.e., the performance requirements. In the case of thermoelectric power generation on the road surface, the constituent elements of the system include thermoelements, heat exchangers, load changes, fuel demand changes, and the like. This study is aimed at investigating the thermal energy generation mechanism of thermoelectric devices on road surfaces. The road thermal Energy conversion system (RTEC) is called the Road Thermal Energy Conversion System (RTEC). This study focuses on the conceptual design of RTEC and the possibility of its implementation. The physical properties of the materials used in the process of transportation, such as softening at high temperatures, stress relief, etc. The main reason for the shortening of the durability of the equipment is that The function of RTEC is to reduce the temperature of the road surface, reduce the temperature of the road surface, and improve the durability of the equipment.