2019科創講堂

潔淨科技與永續創新設計思維

2019/06/18 整理/科學人
講者/陳家豪(成功大學機械工程學系教授)


再生能源為全球議題,我們可以透過創新思維,讓再生能源以多元化的姿態應用於日常生活當中,陳家豪利用民眾普遍關心的綠能發展,來討論世界上已經出現的永續創新綠色應用想法。


太陽能創新應用方式


近年來因為電池技術發展有重大突破,因此電動車市場開始逐漸成長,然而,為何沒有車廠推出太陽能發電的電動車呢?陳家豪表示,車輛要從太陽能得到足夠的電量,需要非常大量的太陽能板,受限於汽車大小而無法使用,不過科學家沒有放棄使用太陽能,例如以色列建立汽車電池交換站,將太陽能板安裝於電池充電站,利用更換電池作為電動車的供電來源;在台灣,Gogoro公司也有類似的想法,目前在八里十三行博物館附近的電池交換站配置2.3瓩太陽能面板,每天可以產生約6.21度的電力,大約可以充飽10顆電池,是國內第一座以再生能源提供電力的GoStation電池交換站。


身體就是發電機


你能夠想像自己的身體也可以是一座發電機嗎?現代的科學家做到了,美國NASA為穿戴式裝置研發出能源採集系統,將其放入襯衫當中,可以將人體熱能轉換為電力,也有科學家提出膝上能量採集器,透過膝關節運動角度來採集能量,這種採集自己身體能量的方式,為綠能提供了另一種能源採計系統研究方向。


金字塔底層創新設計


落後國家和偏鄉地區缺乏足夠資源可以建設再生能源系統,科學家利用TRIZ創新準則研發具低成本及人道精神的發電器具,協助改善金字塔底層人民的生活,例如國外設計師打造出了一款僅需 5 美元的低成本「地心引力」 LED 燈具,重要的是,他可以透過隨時在我們身邊的來發電,只要將沙包裝入了適當重量的一般石頭吊掛在裝置上,便能利用裝置內部的驅動元件,提供約半小時的電、可以驅動收音機或是幫電池充電;其他符合金字塔底層創新設計的產品,像是發電足球、微生物燃料電池等,皆可以實質上幫助解決電荒。


理想性設計及「Cradle to Cradle」


所謂理想性設計,就是維持產品的功能但卻不會造成環境破壞,例如螢幕不耗電待機、零碳排放量房屋等,近年來興起的共享經濟,如Ubike、共享汽車等,透過建立服務系統提供產品功能給消費者使用,滿足消費者使用需求,同時也降低物質過剩所造成的汙染;此外,「Cradle to Cradle搖籃到搖籃」的設計概念是國際循環經濟的產品認證,從產品設計開始就體認到不會產生廢棄物,根除廢棄物的概念,達到循環經濟的目標。


陳家豪說明了許多國際創新綠能應用點子,也提醒大家在綠能使用上,除了要達到生態效率,更要達到生態效益,例如吉里巴斯發展太陽能抽水機取代燃料動力的抽水機,卻造成井水鹽化,原因是太陽能抽水機不需要補充燃料,於是不斷運轉,造成過度抽取地下水,達到了生態效率,卻失去了生態效益,在綠能應用上要思考更周全,才能夠朝正面的發展前進。


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