STEM X 衣食住行:巴士变身 能源转换器?

时间:2018-01-08

卢俊沂(Kenneth哥哥)
(图1)
(图2)
(图3)

香港首架太阳能发电装置双层巴士,最特别的地方是车顶加装了20块太阳能电池板,其中的环保秘密,由九巴工程师卢俊沂(Kenneth哥哥)介绍吧!

■关键概念

能量**

能量可以通过不同形式产生,例如从太阳来的太阳能、从电而来的电能等,不同形式的能量可以进行**,例如太阳能巴士,首先太阳能板吸收太阳能,将之**成为可以驱动抽风**电能,这种**便称为能量**。

4个月的设计心血

Kenneth哥哥夏季时走在街上,觉得很热,想到每天要在太阳下行驶、停泊在露天停车场的巴士,每天被晒的巴士温度高,令巴士制冷功能消耗更多能源,而且乘客在车厢内也会感受到热力,并不舒适,Kenneth用了4个月时间设计太阳能巴士,在车顶上装上太阳能板,帮助吸收及排走热空气,为巴士降低温度,同时为巴士提供电源予USB充电插座,一举多得!

Kenneth哥哥的设计虽然是因香港夏天下巴士被晒的情况而受到启发,但不代表只适用于夏天。一年四季、晴天阴天雨天,太阳能巴士依然可以运作呢!Kenneth哥哥说他的设计,是夏天可以散热,但在冬天时即使无需担心室内温度,一样可以吸收太阳能,为巴士提供能源。运作上并无差别呢!

太阳能板提供电力给抽风**,调节车厢内外温度,Kenneth哥哥说:“最明显感受到温度变化的应该是搭上从停车场开出首班车的乘客,因为那时巴士开出前经过长时间照射。”虽然有些巴士首班车六时多已开出,但也会受到日照影响呢!

车厢内外气温相差小 减冷气用电

Kenneth哥哥说:“巴士未开动前被猛烈阳光长时间晒着,温室效应令车厢内的温度比外面更高,便想到太阳能板装置,为车厢降温。”运作原理是这样的:(图1)

1. 12米双层巴士车顶上安装20块太阳能板

2. 车尾位置装上抽风**

停车时……

1. 太阳能板吸收从太阳而来的辐射,将那些辐射的能量**为电能

2. 电能驱动抽风**运作,抽走车厢内的热空气,令车厢内的温度降低。车厢内设有温度感应器,当车厢内温度达30℃,抽风**就会自动运作,抽走热空气呢!

■STEM降温

初步评估:平均降低车厢温度:5至10℃

Kenneth哥哥说温度较低不止车内乘客较舒适,实际上也可加速巴士的制冷过程——即是当巴士开动引擎后再开空调,电能会将“冷气”吹进车厢,如果车厢内温度高,所消耗的能量便会愈大,因为需要花更多时间制更多冷才能到达适合的温度,大约25、6℃,长远来说,太阳能板不止能为巴士降温,也能降低巴士运作的成本呢!大家知道吗?原来在热的时候,想巴士更凉快一点,所使用的能源愈多(例如耗电量会提高)、成本便会愈高,因为需要更多的能源去令车厢环境凉快。如果巴士的温度稍微下降,它的耗电量相应减少,相对成本可以降低一点。

■STEM流动充电

行车期间提供USB充电

研发期间,Kenneth哥哥经提醒,发现太阳能板除了可令车厢降温,还有一个大发现,就是从太阳能转发的电能,可以提供电源予USB充电插座,可以流动充电呢!运作原理是这样:(图2)

1. 控制器

2. 储电池

3. USB充电插座

晚上阴天有储备电

控制器连接储电池及USB充电插座,如果阳光足够,**成的电能较多,可以为储电池及USB充电插座供电;如果阳光不足,不够能量,例如晚上的时间,日间储在储电池的电能便会为USB充电插座供电。

如果遇到太阳能巴士,大家可以预备充电线在车上使用电源呢!Kenneth哥哥说,经过测试,即使在阴天,太阳能板也能储足够的电源,如果遇上有需要的情况,大家不妨尝试在巴士上充电试一试!

■知多点

何时可乘搭太阳能巴士?

Kenneth哥哥的发明正在申请专利,经过一连串测试后,现在已有一辆太阳能巴士在行走,至于哪条路线则不定,想乘搭就要看你的运气了!不过接下来会陆续推出更多太阳能巴士,不久将来会与香港人常常碰面呢!

■想一想

Kenneth哥哥说:“当初构想时一想就想到用太阳能板降温,因为车的位置有限,最大位置就是车顶,除了用来卖广告,装置太阳能板最合适。”这个发明故事,给了你什么的启发?

■关键词

能量转换 energy transfer

太阳能 solar energy

电能 electric energy

充电 charging

■考考你

你知道以下**可以产生什么能量吗?连连看!(图3)

(答案见另文)

文:大海

图:大海、机构提供

[常识学堂 第105期]