作者:吳佳奇(台灣環境資訊協會專案經理)

今年一月,在台灣平地各處降下冰霰與雪,讓大部分的人無不開心地拿起手機,拍下這特殊的一刻。然而,對農漁民來說,這年的辛苦卻在一夕之間化為烏有,苦不堪言。

極端氣候來臨,氣候變遷的議題越來越不容忽視,關於節能減碳,我們還能怎麼做?文山社大與台灣樸門永續發展協會共同合作,在2月26日舉辦「樸門永續設計-太陽能熱水器」,這次的課程,亞曼老師要教大家學會思考,設計屬於自己的太陽能熱水器。

收集太陽能的管線,噴上黑漆以增加熱能的吸收,在外圍套上保特瓶,讓每個保特瓶都變成一個小小的獨立隔熱裝置。攝影:吳佳奇

抬頭可見的陽光,除了帶給我們溫暖外,還能如何運用?

目前台灣使用的能源如火力、風力、天然氣、核能等等,我們習慣了一個開關打開使用能源,卻忘了我們抬起頭,就有的能源。

台灣位於赤道與北回歸線之間,太陽東升西落,所以,設計的時候第一個要考慮的就是日照角度。朝向西南方可有較多的日曬時間與角度,舉例來說,北迴歸線以南的角度,就要比北回歸線以北的角度來的高,我們要記住的,是這個原理,根據自己住的地理位置,調整出適合的位置。接著,要考慮的就是熱的傳播,熱有三種傳播方式:傳導、對流、輻射。太陽能所發出的熱,就是熱輻射最好的例子;而本次的課程,就是要讓學員們利用這些熱能並留住它。思考的重點是熱的對流與傳導,以及我們如何隔熱,減少熱能的散失。

原理既簡單又不簡單,介紹完這些你我曾經熟悉的基礎原理後,老師並不直接告訴大家接下來要如何做,而是請學員們分組討論,發想並討論如果是自己,要怎麼設計太陽能加熱系統。

各組討論如何選擇太陽能熱水器的材料與設計。攝影:吳佳奇

接著就是上台分享了,大家各自發揮,有的組別選擇銅管,因為導熱好,同時並在周圍貼上鋁箔,幫助熱能反射並隔熱;有的組別想到增加照射面積,並考慮角度,以得到更多能量,也有人想要在最外層增加一層透明層,將整個系統包覆起來以減少熱能散失,大家你一言我一語的,腦力激盪,交換彼此的意見與看法。

討論過程裡,亞曼老師在過程中說道:「我們常常想解決一個問題,然後就製造出另一個問題。」

舉例來說,鋁的製造其實是很耗能的,小小一個鋁罐,其實要耗費許多電力來煉製,經濟部能源局更指出,每製造一個鋁罐就要消耗相當於四分之一鋁罐容量的汽油。所以,老師希望大家所思考的材料,可以從一般生活中得到,或者是將已廢棄、不要的材料,拿來做二次運用;「把你覺得困難的問題,嘗試著解決。重新思考用能的方式,一點點不方便的生活,其實可以增強身體的耐受力。」這樣的想法,讓人覺得很棒。

下午,接著就是動手做了,準備的材料有儲熱水用的大桶子、用來釘成大木箱的木板、收集熱能的管子、還有大家帶來不要的保特瓶、黑色噴漆等等。

本次太陽能熱水器的材料準備。攝影:吳佳奇

開始動手了,有人負責木工,製作水桶外的大箱子,有人負責管子的組裝,主要是用來收集太陽的熱能。

這次的製作過程中,不論是哪一組,都出現了很多次的組裝問題,像是管子已全部接上,卻忘了將寶特瓶穿入;或者木板長度計算不確實,組裝出來的木箱長度寬度多了一節;好幾次,進行到一半又砍掉重練。

亞曼老師說,不擔心大家做錯,錯了重新來過就好,但一定要試著思考整個過程的設計與運作。從錯誤中學習經驗,從思考中學習設計,應該是這堂課最寶貴的部分。

完成的太陽能系統裝置如下圖,斜角木板上的是太陽能集熱管,冷水由下方匯入,當管內的水變熱以後,因自然對流的原故,熱水會匯集到水桶中,而水桶放在木箱內已增加熱能的散失,整個過程對照一開始上課所說;太陽的輻射熱,透過易導熱的金屬管傳導給水,再透過對流,將熱水儲存於水桶中。

最後,老師讓大家試著思考,怎麼做可以讓這個系統更完整?學員許惠盛提出,應該可以在管子之間使用三頭的接頭,增加自然循環,讓水可以在集熱管之間來回流動,增加熱能的吸收,也有人思考,如何在木箱中增加保溫的功能,這次的實際操作,除了讓大家更了解太陽能加熱器的運用,更讓彼此之間可以一起合作,一同分享,學習樸門的精神,思考永續的再生能源設計。

完成的太陽能熱水器系統。攝影:吳佳奇

 

 

本文載自環境資訊中心