A világ népességének növekedésével és a gazdaság fejlődésével a villamosenergia-fogyasztás szintje folyamatosan növekszik. Átlagosan 15 évente megduplázódik a világon felhasznált energia mennyisége. A kereslet növekedésével és a környezeti hatásokkal kapcsolatos aggodalmak mellett egyre nyilvánvalóbbá válik az alternatív megújuló energiaforrások iránti igény.
Talán a legérdekesebb, mint lehetséges alternatíva az emberi test, mint különféle energiagenerátorok kutatása.
Ennek a megközelítésnek a relevanciája számos tényezőtől függ.
Először is, környezetbarát. Kizárólag a hőenergiát vagy a mozgás kinetikus energiáját használja az ember mindennapi körülmények között.
Másodszor, idő és erőforrások megtakarítása az energia tárolására és átadására a hasznos alkalmazásokhoz.
Erőmű ember
Az első tudományos tanulmány az élő szervezetek hőtermelő képességéről a 8. században jelent meg. Luigi Galvani olasz tudós 1791-ben közzéteszi 25 éves munkájának eredményeit, amely az izommozgás elektromos erejéről szóló értekezés tárgyát képezi. Az értekezés megerősítette, hogy az elektromosság jelen van egy élő szervezetben, és az idegek egyfajta "elektromos vezetékként" szolgálnak.
Promóciós videó:
A XX. Században a tudósoknak sikerült bebizonyítani, hogy az emberi test "élő erőmű", amely folyamatos kémiai reakciók eredményeként áramot termel. És kifejlesztették az elektrofiziológia külön tudományát.
Ismert egy ember egyfajta "energiakapacitása". Tehát egy lélegzettel egy watt jön létre, és egy nyugodt lépéssel 60 wattos izzót és akár egy telefont is táplálhat. Pihenés közben az ember körülbelül 100 wattot generál. És a legnagyobb energiatermelést a sport során érik el - akár 2000 wattig, például sprintnél.
A mai napig különféle technológiákat fejlesztettek ki az emberi testből felhalmozódó hőt és az embertől való újratöltésre szolgáló eszközöket, amelyeket feltételesen fel lehet osztani az emberek egész csoportjának energiagyűjtő készülékeire és az egyedi felhasználásra szolgáló eszközökre.
Passzív hő
Európában és Észak-Amerikában már használnak energiahatékony otthonakat, ahol az emberek és a háztartási készülékek által generált hőt az épület fűtésére fordítják. Ennek oka a hőszigetelés, a külső szellőzés hiánya a szerkezetében, és egy hővisszanyerő berendezés beszerelése révén történik, amely azt a hőellátó rendszerbe továbbítja. Így a lakosok akár 90% -ot is megtakaríthatnak fűtéssel.
Franciaországban az épület passzív fűtése lehetővé teszi 17 lakás "élő" hőellátását. Ehhez a Paris Habitat szociális lakásügynökség használja az épület alatt haladó metró utasai testének hőjét. A meleg levegőt csöveken továbbítják a hőcserélőkhöz, amelyek maga az épület melegítik.
Sikeres kísérletet hajtottak végre a stockholmi központi állomás főépületében, amely speciális hőcserélőkkel van felszerelve. A készülékek összegyűjtik az állomás látogatói által generált hőt, és a víz felmelegítésére továbbjuttatják a szomszédos 13 ezer emeletes épület fűtésére, amelynek területe 28 ezer négyzetméter. Durva becslések szerint a rendszer az épület fűtéséhez felhasznált energia akár 25% -át képes megtakarítani.
Tömeges energia
Egy másik ígéretes technológia az energia gyűjtése az emberek áramlásából. A japán Kelet-Japán Vasúttársaság úgy döntött, hogy ígéretes generátorként használja a látogatócsoportokat. A piezoelektromos elemekkel ellátott fordulókat a Tokiói metróállomáson helyezték el, ahol minden nap több százezer ember halad át. A forgószárnyhoz közeledve a látogatók a padlóra szerelt piezoelektromos elemekre lépnek, és így energiát továbbítják testük nyomásából.
Hollandiában a Natuurcafe La Port bevásárlóközpont bejáratánál generátor ajtókat szereltek be. Itt működik a push effektus. Egy ilyen készülék évi 4600 kWh-t termel.
A legforgalmasabb emberáramok a világ nagyobb városai főutcáin találhatók, ahol a gyalogosok átlagosan naponta 50 ezer lépést tesznek. A brit mérnök, Lawrence Camball-Cook kitalálta, hogyan lehet ezt felhasználni a burkolólapokra. A kifejezetten rugalmas anyagból készült csempe préseléskor kissé meghajlik. Tehát felhasználható egy ember kinetikus energiája, amely villamos energiává alakul át. Célja utcák, buszmegállók és kirakat megvilágítására. Az innovatív terméket már tesztelték a londoni olimpián 2012-ben, amikor két hét alatt 20 millió džaul energiát nyertek.
Sport energia
Az emberek mozgási energiájának átalakításával foglalkozó mérnökök nyilvánvalóan nem tudtak átmenni a testnevelésen és a sporton. Az egyik első projekt ezen a területen a Sport Art szobakerékpárok volt, amelyek transzformátor szerepet játszanak. Fel vannak szerelve energiaátalakítóval, amely 120 V áramot generál, és közvetlenül a hálózatba továbbítja. Egy edzőcikluson egy ilyen szimulátoron 400-800 watt energiát lehet elérni. Ez feltölti a kávéfőzőt, néhány TV-t és laptopot. A készüléknek még van egy mobilalkalmazása is, amely kiszámítja az előállított energia mennyiségét.
Több technológiai találmány is létezik, például a Socceket futball-labda, amely az ütés kinetikus energiáját elektromosá alakítja. Az ütés pillanatában a generált energia átkerül egy ingaszerű mechanizmusba, amely egy generátort hajt. A generátor viszont villamos energiát termel és tárol. A labda hat watt kimenő teljesítménye elegendő egy LED-es asztali lámpa vagy más apró eszköz táplálásához.
Akkumulátor ember
A zsebkészlet szinte minden felhasználójának álma az, hogy sétáljon az utcán, és okostelefonját új elemek nélkül töltse fel. Ezt az elképzelést még nem valósították meg teljesen, de a tudósok fokozatosan haladnak ebben az irányban.
A koreai tudósok kifejlesztettek egy 10x10 cm átmérőjű rugalmas generátort, amely képes feltölteni a fitness karkötőket. Az energiát az emberi test és a környezet közötti hőmérséklet-különbség generálja. A generátor akár 40 milliwatt energiát termel.
Hasonló technológiát mutatott be a svájci intelligens órák gyártója, a Sequent. Az óra úgy működik, hogy integetett a kezével járás közben. És ez nem egy "önellátó" mechanizmus. Rugó helyett egy generátort telepítenek oda, amely a rakomány rezgéseit villamos energiává alakítja.
A Vanderbilti Egyetem kutatói feltaláltak egy elemet, amely lehetővé teszi az elektromos áramok előállítását bármilyen emberi mozgás során. Az eszköz kicsi, és közvetlenül a ruházatra helyezhető. Újdonsága, hogy a legkisebb mozgások energiáját is összegyűjtik, azaz akár 0,01 Hz frekvencián is folyamatosan generálják.
Ez az a technológia, amely növeli annak okait, hogy okostelefonját útközben feltöltse. A töltőeszközökön túl a tudósok azonban rendkívüli lehetőségeket látnak: például a beépített csíkokkal ellátott ruhákat és egy speciális folyadékot, amely lehetővé teszi a színek és minták megváltoztatását okostelefon segítségével.
Már léteznek univerzális fejlesztések. Például egy piezoelektromos film, amely energiát tárolhat billentyűzeten gépelés közben. Vagy járás közben, ha egy ilyen filmet ruhára helyeznek.