Hvordan kan en hastighetshump høste strøm?

Bilsikkerhetsbildegalleri En bil passerer over en stor fartshump på Coto de Caza Drive i Coto de Caza, Calif. Se flere bilsikkerhetsbilder. AP Photo / Reed Saxon

Det var en tid da debatter rundt fartshumper dreide seg om hvorvidt et samfunn trengte fartshumper for å bremse driverne på en bestemt vei. Sikkerhet var det viktigste problemet. Nå tar en ny nøkkelutgave seg inn i diskusjonen - spørsmålet om fartshumper faktisk kan høste ubrukt energi fra en bil eller ikke.

Mange energidiskusjoner som involverer kjøretøy fokuserer på hvordan du kan redusere drivstofforbruket eller de samlede energikostnadene ved å betjene kjøretøyet. Hybridbilteknologier ser ut til å fokusere på enten å redusere mengden drivstoff en bil bruker eller måter å skape kraft (for bilen) ved å implementere systemer som regenerativ bremsing. Men å bruke et kjøretøy for å skape strøm til en ekstern enhet har ikke fått så mye oppmerksomhet. Så hvordan kan det fungere?

Når et kjøretøy nærmer seg en fartshump, trykker de fleste sjåfører ned bremsepedalen for å bremse bilen. Bilens bremsesystem bruker energi som blir overført til bremseklossene og deretter til varme. Det tar mye energi å bremse eller stoppe en bil. I tillegg mottar selve fartshumpen energi via vekten til kjøretøyet som kommer i kontakt med den.

Noen ingeniører og teknologiselskaper ønsker å høste inn energien som brukes til å bremse kjøretøyene med fartshumper, og bruke den til å drive ting som trafikklys, motorveilys eller til og med å sende den til et strømnett som skal brukes av hjem og næringsliv i samfunnet. Tanken er å samle opp energien som blir kastet bort når kjøretøyet går over fartshumpen.

MotionPower genererer strøm mens en bil kjører over enheten på Four Seasons Hotel i Washington, DC. Sam Hurd / National Press Club / New Energy Technologies, Inc.

Så nå vet du at en viss mengde energi går tapt når en bil nærmer seg og kjører over en fartshump; la oss imidlertid se på hvordan noen teknologiselskaper utvikler løsninger for å utnytte den energien som den blir brukt. Én hastighetsstøpt utforming (som faktisk ser mer ut som metallrampe) kan trekke ut energien som brukes av en bil som bremser opp og genererer omtrent 2000 watt når bilen kjører på bare 5 miles per time (8 kilometer i timen) [kilde: Biello ]. Noen innledende offentlige tester fant sted på gatekjøkkenrestauranter der sjåfører ofte ville bremse og bevege seg i lave hastigheter. Fartshumpen ble koblet til et lys ved siden av butikken som ville lyse opp hver gang en bil kjørte over toppen av fartshumpen.

Når et kjøretøy kjører over disse fartshumpene eller kinetiske plater som de noen ganger blir referert til, blir en spak kastet etter vekten av kjøretøyet. Spaken snur et svinghjul som snurrer rundt og skaper energi. Svinghjulet fungerer på samme måte som bilens dynamo - det snurrer rundt og skaper kraft til å kjøre elektriske komponenter på kjøretøyet. Imidlertid er strømmen som er skapt av disse fartshumpene øyeblikkelig, og den må umiddelbart rettes til en kilde som skal brukes [kilde: Biello]. Ingeniører jobber for tiden med å lagre energien effektivt slik at den kan brukes når det er mest behov for det.

Et selskap, New Energy Technologies, håper å kunne bruke variasjoner av fartshumpen på rumble strips ved bompengeplasser, stoppskilt, motorvei-avkjøringsrampe, trafikklys og andre steder kjøretøyer bruker energi på å produsere betydelige mengder potensiell elektrisitet. Selv om teknologien virker som en nyttig anstrengelse, er noen skeptiske til at prosessen noen gang kan skape nok kraft til å være praktisk. Noen sier til og med at systemet faktisk får kjøretøyer til å bruke mer energi på å gå over denne typen fartshumper; noe som betyr at all elektrisitet som opprettes gjøres gjennom kjøretøyet som brenner mer drivstoff for å oppnå det ønskede resultatet.

Selv om vi ikke ser disse fartshumpene i vanlig bruk akkurat nå, utvikler mange nye typer teknologier seg med den samme ideen. På neste side skal vi utforske en annen teknologi som prøver å hente ut energi fra biler.

I Storbritannia har noen dagligvarebutikker implementert kinetisk plateteknologi i sine fasiliteter. Kunder kjører over platene på parkeringsplassen, og platene driver en generator som skaper 30 kilowatt kraft i timen [kilde: Chapa]. Butikken bruker da den ekstra kraften til å kjøre kassautstyr.

Men bortsett fra spesialdesignede fartshumper som kan hente ut energi fra saktegående kjøretøy, har det nylig blitt utviklet andre teknologier som prøver å utnytte bortkastet energi, selv om på forskjellige måter.

I 2008 utviklet en gruppe studenter fra Massachusetts Institute of Technology en støtdemper som genererer strøm hver gang et kjøretøy kjører over humper eller jettegryter i veien. Når et kjøretøy utstyrt med støtdempere går over en støt, tvinger det væske gjennom en turbin festet til en generator. Spinnturbinen og generatoren skaper strøm og sender den deretter til et batteri for lagring. Dette systemet kan øke bilens drivstoffeffektivitet med opptil 10 prosent [kilde: Chandler].

De energiproduserende støtdemperne fungerer best på tunge lastebiler, med en 6-sjokkbil som i gjennomsnitt kan produsere 1 kilowatt per støt under normale veiforhold [kilde: Chandler]. Denne mengden strøm vil tillate tunge kjøretøyer å bruke kraft som genereres utelukkende fra støtdempere, uten hjelp av en generator, og kan til og med produsere nok kraft til å kjøre tilbehørsenheter.

Denne støtdempeteknologien skiller seg fra kinetiske plater ved å ta strømmen som produseres av kjøretøyet og kanalisere den tilbake i kjøretøyet, i stedet for til en fast enhet. Å sende energien tilbake til kjøretøyet kan være en mer effektiv måte å bruke den bortkastede energien på, i det minste til energien utvunnet fra fartshumper lett kan lagres og overføres til enheter eller strømstyringssystemer effektivt.

For mer informasjon om høsting av energi fra veibanen og andre relaterte emner, følg lenkene på neste side.

Relaterte artikler

• Hvordan regenerativ bremsing fungerer
• Slik fungerer skivebremser
• Hvordan elektrisitet fungerer
• Hvordan batterier fungerer
• Hvordan strømnett fungerer

Flere gode lenker

• 60-sekunders vitenskap
• MIT Nyheter
• New Energy Technologies Inc.

kilder

• Biello, David. "Vil en hastighetsstøt gi nettet?" Vitenskapelig 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. "Mer kraft fra ujevnheter i veien." MIT Nyheter. 9. februar 2009. (21. januar 2010) http://web.mit.edu/newsoffice/2009/shock-absorbers-0209.html
• Chapa, Jorge. "Sainsburyys New Kinetic Energy Powered Green Supermarket." 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