تبدو عملية رصف الأسفلت أفضل، وتستمر لفترة أطول ويمكن تثبيتها بسرعة، يأخذ معظم الناس الطرق والممرات كأمر مسلم به، ولا يأخذون في الاعتبار جميع المزايا المقدمة عند استخدام المواد المناسبة، حيث وجد العلماء طريقة لاستخدام خاصية امتصاص الحرارةللأسفلت كمصدر بديل للطاقة من خلال تطوير مجمّع شمسي يمكنه تحويل الطرق ومواقف السيارات إلى مصادر غير مكلفة للكهرباء والماء الساخن.
امتصاص الأسفلت للحرارة:
يعمل الباحثون على تطوير نظام خاص لتجميع الطاقة الشمسية التي تمتصها أسطح الأسفلت، والتي تهدف إلى تطوير نظام لتجميع الطاقة الشمسية التي تمتصها الأسطح الأسفلتية، يعرف أي شخص سار حافي القدمين عبر موقف للسيارات في يوم صيفي حار أن السقف الأسود جيد للغاية في امتصاص دفء الشمس، الآن وجد فريق بحثي في ((Worcester Polytechnic Institute (WPI)، طريقة لاستخدام خاصية امتصاص الحرارة لمصدر طاقة بديل.
تحويل الطرق ومواقف السيارات لمصدر طاقة:
من خلال الأسفلت، يقوم الباحثون بتطوير مجمّع شمسي يمكنه تحويل الطرق ومواقف السيارات إلى مصادر منتشرة وغير مكلفة للكهرباء والماء الساخن، فالمشروع البحثي، الذي تم تنفيذه بناءً على طلب مايكل هولن، رئيس شركة (Novotech Inc) في أكتون، ماساتشوستس، والتي تحمل براءة اختراع حول مفهوم استخدام الحرارة التي تمتصها الأرصفة، يديره راجب مالك، الأستاذ المشارك في العلوم المدنية والهندسة البيئية.
في يوم الاثنين، 18 أغسطس، 2008، قدم عضو الفريق (Bao-Liang Chen) مرشح الدكتوراة في WPI، نتائج البحث الذي يهدف إلى تقييم إمكانية تحويل مساحات الأسفلت إلى مصدر طاقة فعال من حيث التكلفة في الندوة السنوية للجمعية الدولية لأرصفة الأسفلت في زيورخ، سويسرا، حيث لا تبحث الدراسة فقط في كيفية جمع الأسفلت للطاقة الشمسية جيدًا، ولكن أيضًا في أفضل طريقة لبناء الطرق ومواقف السيارات لتعظيم خصائص امتصاص الحرارة.
يقول ماليك: “يتمتع الأسفلت بالكثير من المزايا كمجمع للطاقة الشمسية”، على سبيل المثال، يظل (Blacktop) ساخنًا ويمكن أن يستمر في توليد الطاقة بعد غروب الشمس، على عكس الخلايا الشمسية التقليدية، بالإضافة إلى ذلك، هناك بالفعل مساحات شاسعة من الطرق ومواقف السيارات التي تم تركيبها، والتي يمكن تعديلها لتوليد الطاقة، لذلك ليست هناك حاجة لإيجاد أراضٍ إضافية لمزارع الطاقة الشمسية.
عادة ما يتم إعادة تعبيد الطرق والقطع الأرضية كل 10 إلى 12 عامًا، ويمكن دمج التعديل التحديثي في تلك الدورة، يمكن أن يؤدي استخلاص الحرارة من الأسفلت إلى تبريده، مما يقلل من تأثير “الجزيرة الحرارية” الحضرية، أخيرًا، على عكس المصفوفات الشمسية الموجودة على السطح، والتي يجدها البعض غير جذابة، فإن مجمعات الطاقة الشمسية في الطرق ومواقف السيارات ستكون غير مرئية “.
درس ماليك وفريقه البحثي، والذي يضم أيضًا سانكا بووميك من (UMass)، دارتموث، إمكانات توليد الطاقة من الأسفلت باستخدام نماذج الكمبيوتر وعن طريق إجراء اختبارات صغيرة وكبيرة الحجم، أجريت الاختبارات على ألواح من الإسفلت تم إدخال مزدوجات حرارية فيها، لقياس اختراق الحرارة، وأنابيب نحاسية، لقياس مدى جودة نقل هذه الحرارة إلى المياه المتدفقة، يمكن استخدام الماء الساخن المتدفق من نظام طاقة الأسفلت “كما هو” لتدفئة المباني أو في العمليات الصناعية، أو يمكن تمريره عبر مولد كهربائي حراري لإنتاج الكهرباء.
في المختبر، حيث تم تعريض ألواح صغيرة لمصابيح هالوجين لمحاكاة ضوء الشمس، تم إنشاء ألواح أكبر في الهواء الطلق وتعرضت لظروف بيئية أكثر واقعية، بما في ذلك أشعة الشمس المباشرة والرياح. أظهرت الاختبارات أن الأسفلت يمتص قدرًا كبيرًا من الحرارة، وأن أعلى درجات الحرارة توجد على بعد بضعة سنتيمترات تحت السطح.
هذا هو المكان الذي يوجد فيه مبادل حراري لاستخراج أكبر قدر من الطاقة، بتجربة تركيبات الأسفلت المختلفة، وجدوا أن إضافة الركام عالي التوصيل، مثل الكوارتزيت، يمكن أن يزيد بشكل كبير من امتصاص الحرارة، كما يمكن تطبيق طلاء خاص يقلل من الانعكاس.
أخيرًا، يقول ماليك إن الفريق خلص إلى أن مفتاح النجاح في تحويل الأسفلت إلى مولد طاقة فعال سيحل محل الأنابيب النحاسية المستخدمة في الاختبارات بمبادل حراري عالي الكفاءة مصمم خصيصًا لامتصاص أكبر قدر من الحرارة التي يمتصها الإسفلت، “تقدم نتائجنا الأولية دليلًا واعدًا على مفهوم ما، يمكن أن يكون مصدرًا مستقبليًا مهمًا للغاية للطاقة المتجددة الخالية من التلوث لأمتنا، وكان هناك طوال الوقت، تحت أقدامنا مباشرة “.
