Odată cu creșterea populației mondiale și dezvoltarea economiei, nivelul consumului de energie electrică este în continuă creștere. În medie, la fiecare 15 ani, cantitatea de energie consumată în lume se dublează. Pe măsură ce cererea crește și cu îngrijorările legate de impactul asupra mediului, nevoia de surse alternative de energie regenerabilă devine din ce în ce mai evidentă.
Poate cea mai interesantă ca alternativă posibilă sunt studiile asupra corpului uman ca generator de diferite tipuri de energie.
Relevanța acestei abordări se datorează mai multor factori.
În primul rând, este ecologic. Se folosește numai energia termică sau energia cinetică a mișcării produse de o persoană în condiții de zi cu zi.
În al doilea rând, economisirea de timp și resurse pentru stocarea și transferul de energie pentru aplicații utile.
Omul uzinei
Primul studiu științific privind capacitatea organismelor vii de a genera căldură a apărut în secolul al VIII-lea. În 1791, savantul italian Luigi Galvani publică rezultatele lucrării sale de 25 de ani intitulată „Tratate despre puterea electricității în mișcări musculare”. Tratatul a confirmat că energia electrică este prezentă într-un organism viu, iar nervii servesc ca un fel de "fire electrice".
Video promotional:
În secolul XX, oamenii de știință au reușit să demonstreze că organismul uman este o „centrală electrică vie”, care generează electricitate ca urmare a reacțiilor chimice continue. Și știința separată de electrofiziologie a fost dezvoltată.
Este cunoscut și un fel de „capacitate energetică” a unei persoane. Așadar, cu o respirație, se generează un watt și cu un pas calm, puteți alimenta un bec de 60 de wați și chiar un telefon. În timpul repausului, o persoană generează aproximativ 100 de wați. Iar cea mai mare producție de energie se realizează în timpul sportului - până la 2000 de wați, de exemplu, la sprint.
Până în prezent, diverse tehnologii au fost dezvoltate pentru acumularea de căldură din corpul uman și dispozitive pentru reîncărcare de la o persoană, care pot fi împărțite condiționat în dispozitive pentru colectarea energiei pentru un întreg grup de oameni și gadgeturi pentru uz individual.
Căldură pasivă
În Europa și America de Nord, sunt deja utilizate locuințe eficiente din punct de vedere energetic, unde căldura generată de oameni și aparate electrocasnice este cheltuită pentru încălzirea clădirii în sine. Acest lucru se realizează datorită izolației termice, absenței ventilației exterioare în structura sa și prin instalarea unui dispozitiv de recuperare a căldurii care să-l transfere în sistemul de alimentare cu căldură. Astfel, rezidenții pot realiza economii la încălzire până la 90%.
În Franța, încălzirea pasivă a unei clădiri permite furnizarea a 17 apartamente cu căldură „vie”. Pentru aceasta, agenția de locuințe sociale Paris Habitat utilizează căldura corpurilor pasagerilor metroului care trec pe sub clădire. Aerul cald este transportat prin conducte la schimbătoarele de căldură care încălzesc clădirea în sine.
Un experiment de succes a fost realizat în clădirea principală a stației centrale din Stockholm, care este echipată cu schimbătoare de căldură speciale. Dispozitivele colectează căldura generată de vizitatorii stației și o transferă la încălzirea apei pentru a încălzi clădirea vecină cu 13 etaje, cu o suprafață de 28 de mii de metri pătrați. Conform estimărilor brute, sistemul poate economisi până la 25% din energia utilizată pentru încălzirea unei clădiri.
Energia de masă
O altă tehnologie promițătoare este colectarea de energie din fluxul de oameni. Compania de căi ferate din Japonia de Est a decis să folosească grupurile de vizitatori ca un generator promițător. Turnichete cu elemente piezoelectrice au fost amplasate în stația din metroul Tokyo, unde trec zilnic sute de mii de oameni. Când se apropie de turnicul, vizitatorii pășesc pe elementele piezoelectrice instalate pe podea și astfel transmit energie din presiunea corpului lor.
În Olanda, ușile generatoare au fost instalate la intrarea în centrul comercial Natuurcafe La Port. Aici funcționează efectul push. Un astfel de dispozitiv produce până la 4600 kWh pe an.
Curentele cele mai aglomerate de oameni se găsesc pe principalele străzi ale marilor orașe din lume, unde pietonii, în medie, fac 50 de mii de pași pe zi. Inginerul britanic Lawrence Camball-Cook și-a dat seama cum să folosească acest lucru cu plăci de pavaj. Placile din material flexibil special concepute se flexează ușor la apăsare. Deci este posibil să se folosească energia cinetică a unei persoane, care este transformată în electricitate. Se adresează iluminării străzilor, stațiilor de autobuz și vitrinelor. Produsul inovator a fost deja testat la Jocurile Olimpice de la Londra din 2012, când s-au obținut 20 de milioane de joule de energie în două săptămâni.
Energie sportivă
Inginerii care lucrează la metode de transformare a energiei mișcării oamenilor, evident, nu au putut trece prin educație fizică și sport. Unul dintre primele proiecte din acest domeniu au fost bicicletele sport Art, care joacă rolul unui transformator. Acestea sunt echipate cu un convertor de energie care generează un curent de 120 de volți și îl alimentează direct în rețea. Pentru un ciclu de antrenament pe un astfel de simulator, este posibil să se obțină între 400 și 800 de wați de energie. Aceasta va încărca aparatul de cafea, câteva televizoare și laptopuri. Aparatul are chiar și o aplicație mobilă care calculează cantitatea de energie produsă.
Există, de asemenea, mai multe invenții tehnologice, de exemplu mingea de fotbal Socceket, care transformă energia cinetică a impactului în electricitate. În momentul impactului, energia generată este transferată către un mecanism asemănător unui pendul care conduce un generator. La rândul său, generatorul produce și stochează electricitate. Mingea are o putere de șase wați, suficientă pentru a alimenta o lampă de masă LED sau un alt dispozitiv mic.
Baterie om
Visul aproape tuturor utilizatorilor de gadgeturi de buzunar este de a merge pe stradă, iar smartphone-ul dvs. este reîncărcat fără baterii suplimentare. Această idee nu a fost încă realizată pe deplin, dar oamenii de știință se deplasează treptat în această direcție.
Oamenii de știință coreeni au dezvoltat un generator flexibil de 10 până la 10 centimetri, capabil să reîncarce brățări de fitness. Energia este generată de diferența de temperatură dintre corpul uman și mediu. Generatorul produce până la 40 de mili de wați de energie.
O tehnologie similară a fost prezentată de producătorul elvețian de ceasuri inteligente Sequent. Ceasul funcționează fluturând mâna în timp ce mergeți. Și acesta nu este un mecanism de „hrănire de sine”. În loc de un arc, este instalat un generator, care transformă vibrațiile încărcăturii în electricitate.
Cercetătorii de la Universitatea Vanderbilt au inventat un element care permite producerea curenților electrici de către orice mișcare umană. Aparatul are dimensiuni mici și poate fi așezat direct pe haine. Noutatea sa este că energia celor mai mici mișcări este colectată, adică la frecvențe de până la 0,01 Hz și este generată continuu.
Această tehnologie are cel mai mare potențial de a crește pentru a vă reîncărca smartphone-ul din mers. Dar, în plus față de dispozitivele de încărcare, oamenii de știință văd posibilități mai extraordinare: de exemplu, haine cu dungi încorporate și un lichid special care va permite schimbarea culorilor și modelelor folosind un smartphone.
Există deja evoluții universale. De exemplu, o peliculă piezoelectrică care poate fi folosită pentru a stoca energie atunci când tastați pe o tastatură. Sau când mergeți, dacă un astfel de film este așezat pe haine.
