Walery Spiridonow, dla RIA novosti
Wraz ze wzrostem światowej populacji i rozwoju gospodarki poziom zużycia energii elektrycznej stale rośnie. Średnio co 15 lat ilość zużywanej na świecie energii podwaja. W miarę wzrostu popytu, a także w związku z niepokojem na temat wpływu na środowisko potrzebę alternatywnych odnawialnych źródeł energii staje się coraz bardziej widoczna.
Chyba największe zainteresowanie jako ewentualnej alternatywy są badania ludzkiego organizmu, takich jak generator różnych rodzajów energii.
W НИТУ “Misis” stworzyli materiał do “wiecznego” батарейкиАктуальность takiego podejścia wynika z wielu czynników.
Po pierwsze, ekologią. Są używane tylko energia cieplna lub energia kinetyczna ruchu, wytwarzane przez człowieka w codziennych warunkach.
Po drugie, oszczędność czasu i zasobów na przechowywanie i transfer energii do przydatnych aplikacji.
Człowiek-elektrownia
Pierwsze naukowe badania na temat zdolności organizmów żywych wytwarzać ciepło pojawiło się jeszcze w VIII wieku. W 1791 roku włoski uczony Luigi Galvaniego, publikuje wyniki swojej 25-letniej pracy pod tytułem “Traktaty o mocy elektrycznej przy mięśniowym ruchu”. W traktacie potwierdzały, że energia elektryczna jest obecna w żywym organizmie, a nerwy służą jako swego rodzaju “электропроводами”.
W XX wieku naukowcom udało się udowodnić, że ciało człowieka — “żywa elektrownia”, która w wyniku kolejnych reakcji chemicznych wytwarza energię elektryczną. I otrzymała rozwój prywatna nauka elektrofizjologia.
Znane i swego rodzaju “энергомощности” człowieka. Tak, przy jednym wdechu jest produkowany przez jeden wat, a spokojnym krokiem można zasilać żarówki 60 wat, a nawet telefon. Podczas odpoczynku człowiek generuje około 100 watów. A największa produkcja energii uzyskuje się podczas uprawiania sportu, do 2000 watów, na przykład podczas sprintu.
Do tej pory już opracowane różne technologie magazynowanie ciepła ludzkiego ciała i urządzenia do ładowania od człowieka, które można podzielić na urządzenia do gromadzenia energii całej grupy ludzi i gadżety do indywidualnego użytku.
Bierne ciepło
Eksperci: w Rosji należy promować энергоэффективностьВ Europie i Ameryce Północnej już ciężko używane są energooszczędne w domu, gdzie jest ciepło, wytwarzane przez ludzi i sprzęt agd, zużywa się na ogrzewanie budynku. Odbywa się to kosztem izolacji, braku zewnętrznej wentylacji w jego konstrukcji i instalując urządzenia odzysku ciepła, aby przenieść go w system ogrzewania. W ten sposób mieszkańcom można osiągnąć oszczędności na ogrzewaniu nawet do 90%.
We Francji pasywny sposób ogrzewania budynku pozwala zaopatrywać w “żywym” ciepłym 17 mieszkań. Do tego agencja mieszkań socjalnych Paris Habitat wykorzystuje ciepło ciał pasażerów metra, odbywającego się pod budynkiem. Ciepłe powietrze jest transportowane przez rury na wymienniki ciepła, które podgrzewa sam budynek.
Fizyki tysiące razy poprawić proces przemiany ciepła w электричествоУспешный eksperyment został przeprowadzony w budynku głównym dworca centralnego w Sztokholmie, która wyposażona jest w specjalne wymiennikami ciepła. Urządzenia gromadzą ciepło generowane przez użytkowników kolejowego, i przekazują go na ogrzewanie wody do ogrzewania sąsiedniego 13-piętrowego budynku o powierzchni 28 tys. metrów kwadratowych. Według przybliżonych szacunków, system pozwala zaoszczędzić do 25% energii, zużywanej na ogrzewanie budynku.
Energia mas
Jeszcze jedna technologia — zbieranie energii przepływu ludzi. Japońska East Japan Railway Company postanowiła użyć grupy zwiedzających jako perspektywicznego alternatora. Kołowroty z пьезоэлементами umieszczone na stacji tokijskiego metra, gdzie codziennie przechodzą setki tysięcy osób. Zbliżając się do kołowrotu, goście idą na пьезоэлементы, wmontowane w podłogę i w ten sposób przekazują energię od ciśnienia swojego ciała.
W Holandii nie jest ustawiony drzwi-generatory przy wejściu do centrum handlowego Natuurcafe La Port. Tutaj działa efekt push. Jedno takie urządzenie wytwarza do 4600 kwh/h na rok.
Nietypowe źródła energii: czym naładować смартфонСамые samo chętnie strumienie ludzi spotykają się na głównych ulicach dużych miast na świecie, gdzie piesi średnio popełniają 50 tysięcy kroków dziennie. Brytyjski inżynier Lawrence Кемболл-Cook pomysł, jak używać za pomocą kostki betonowej. Specjalnie opracowany płytki z elastycznego materiału trochę spadki po kliknięciu. Jak można wykorzystać energię kinetyczną człowieka, która jest przekształcana w energię elektryczną. Ono kieruje się na oświetlenie ulic, przystanków autobusowych i witryn sklepowych. Innowacyjny produkt został już przetestowany na Igrzyskach olimpijskich w Londynie w 2012 roku, kiedy za dwa tygodnie udało się uzyskać 20 milionów dżuli energii.
Energia sportu
Inżynierowie pracujący nad metodami konwersji energii ruchu ludzi, oczywiście nie mogliśmy przejść obok wychowania fizycznego i sportu. Jednym z pierwszych projektów w tej dziedzinie stały się rowerków Sport Art, które odgrywają rolę transformatora. Są one wyposażone w przetwornicę częstotliwości energii, pozwalający generować prąd o napięciu 120 v i złożyć go bezpośrednio w sieć energetyczną. Za jeden cykl treningu na takim symulatorze można dostać od 400 do 800 watów energii. To pozwoli naładować ekspres do kawy, kilka telewizorów i laptopów. Urządzenie ma nawet mobilna aplikacja, która zlicza ilość wyprodukowanej energii.
Są bardziej techniczne wynalazki, takie jak piłka Socceket, przekształcania w energię elektryczną na energię kinetyczną uderzenia. W momencie uderzenia образуемая energia jest przekazywana na mechanizm taki маятнику, który napędza generator. Generator z kolei produkuje i akumuluje energię elektryczną. Piłka ma moc wyjściową w sześć watów, wystarczającą do zasilania lampkę z diodami led lub innego niewielkiego urządzenia.
Człowiek-bateria
Marzenie prawie wszystkich użytkowników kieszonkowych gadżetów — idziesz ulicą, a twój smartfon jest ładowany bez żadnych dodatkowych akumulatorów. Zrealizować podobny pomysł w pełni się jeszcze nie udało, ale naukowcy stopniowo poruszają się w tym kierunku.
Koreańscy naukowcy opracowali elastyczny generator o wymiarach 10 na 10 cm, w stanie doładować fitness bransoletki. Energia wytwarzana jest dzięki różnicy temperatury ciała ludzkiego i środowiska. Generator wytwarza do 40 miliwatów energii.
Podobną technologię wprowadziła szwajcarski producent inteligentnych zegarków Sequent. Zegar działa, poprzez ruchów rąk podczas chodzenia. I to nie “самоподводка” mechanizmu. Zamiast sprężyny tam zainstalowany generator zamienia drgania ładunku w energię elektryczną.
Naukowcy z uniwersytetu Vanderbilt wymyślili element, który pozwala wytwarzać prądy elektryczne każdym ruchem człowieka. Urządzenie ma niewielkie rozmiary i może być umieszczony bezpośrednio na odzieży. Jego nowością w tym, że zamierza energia nawet najbardziej drobnych ruchów, czyli częstotliwości 0,01 Hz, i jest generowana jest w sposób ciągły.
Jest ładowanie? Co zastąpi litowo-jonowy аккумуляторамИменно technologia ta ma największe perspektywy dorosnąć do tego, aby w podróży doładować swój telefon. Ale, oprócz ładowania gadżetów, naukowcy widzą i bardziej niezwykłe możliwości: na przykład, odzież z wbudowanymi paskami i specjalnym płynem, który pozwoli zmienić kolory i rysunki za pomocą smartfona.
Już jest i wszechstronny rozwój. Na przykład, piezoelektryczny film, który umożliwia magazynowanie energii podczas pisania na klawiaturze. Lub podczas chodzenia, jeśli taką folię umieścić na ubraniu.