Das Konzept klingt wie etwas aus einem Steampunk-Roman oder einer dystopischen Warnung. Wir sprechen über die Gewinnung von Energie aus menschlicher Bewegung. Es klingt archaisch. Unpraktisch. Aber das ist es nicht.
Menschen sind wandelnde Batterien. Ein gesunder Erwachsener erzeugt pro Jahr etwa 100 Kilowattstunden Energie. Du erzeugst es einfach durch Existenz. Zu Fuß. Durch das Atmen.
Dennoch erfassen wir diese Ausgabe selten. Der Großteil davon geht als Wärme verloren. Es geht in der Atmosphäre verloren. Aber neue Technologien in Frankreich und Schweden beweisen, dass wir dieses interne Kraftwerk nutzen können, ohne Menschen zu modernen Galeerensklaven zu machen.
Der Mythos der verschwendeten Bewegung
Jahrzehntelang wurde die Idee, dass menschliche Bewegung alles andere als eine Armbanduhr antreiben könnte, als wissenschaftlich bizarr abgetan. Die Mathematik schien etwas anderes zu suggerieren. Die Menge an kinetischer Energie, die bei einem einzelnen Schritt freigesetzt wird, ist verschwindend gering. Es reicht bei weitem nicht aus, um eine Glühbirne zum Leuchten zu bringen, geschweige denn ein Telefon aufzuladen oder ein Haus mit Strom zu versorgen.
„Der größte Teil der vom menschlichen Körper erzeugten Energie geht als Wärme verloren. Um sie einzufangen, bedarf es mehr als nur einer piezoelektrischen Bodenfliese.“
Deshalb scheiterten frühere Versuche. Sie verließen sich auf einfache Drucksensoren. Sie ignorierten die Effizienz. Ihnen fehlte der Maßstab, um den Energieverbrauch einzudämmen. Aber die Landschaft verändert sich. Der Schwerpunkt hat sich von der Erzeugung großer Mengen Strom auf die Gewinnung von Mikroenergie für Geräte mit geringem Stromverbrauch verlagert.
Schwedische Spuren und französische Böden
In Europa zeichnen sich zwei unterschiedliche Ansätze ab. Sie verlassen sich nicht auf rohe Gewalt. Sie setzen auf Präzision.
In Schweden befassen sich Forscher mit der Infrastruktur. Sie integrieren piezoelektrische Materialien in stark frequentierte Bereiche. Denken Sie an Bahnhöfe. Belebte U-Bahn-Bahnsteige. Das Ziel besteht nicht darin, das Netz mit Strom zu versorgen. Es dient dazu, die Sensoren mit Strom zu versorgen, die dasselbe Netz überwachen. Wenn täglich Tausende von Menschen über diese Fliesen gehen, entsteht durch die kollektive mechanische Belastung Elektrizität. Es ist ein Rinnsal. Aber es ist konsequent.
Frankreich geht einen anderen Weg. Hier ist die Innovation tragbar. Der Schwerpunkt liegt auf Bekleidung und Schuhen. Die Technologie wandelt die Bewegung von Gelenken – die Beugung eines Knies, die Beugung eines Knöchels – in elektrischen Strom um. Diese Geräte dienen dazu, bei normalen Aktivitäten Energie zu gewinnen. Gehen. Läuft. Sogar Tanzen.
Warum es jetzt wichtig ist
Sie fragen sich vielleicht, warum wir für so geringe Erträge Geld ausgeben. Warum nicht einfach bei Sonne oder Wind bleiben?
Die Antwort liegt in der Dezentralisierung.
Wir bewegen uns in Richtung einer Welt von Internet-of-Things-Geräten (IoT). Sensoren in Brücken. Gesundheitsmonitore in Krankenhäusern. Intelligente Schlösser in Häusern. Diese Geräte benötigen keine Megawatt. Sie brauchen Mikrowatt. Sie benötigen Strom, der überall verfügbar ist, ohne dass Batteriewechsel oder Kabelverbindungen erforderlich sind.
Die kinetische Energie des Menschen ist allgegenwärtig. Es ist immer da. Solange sich Menschen bewegen, besteht das Potenzial für Energy Harvesting. Es geht nicht darum, das Stromnetz zu ersetzen. Es geht darum, Batterien in Milliarden kleiner Geräte überflüssig zu machen.
Der Realitätscheck
Wird diese Technologie Ihr Elektroauto antreiben? Nein.
Wird es den Stecker in Ihrer Wand ersetzen? Absolut nicht.
Der Wirkungsgrad bleibt gering. Der Materialaufwand ist immer noch hoch. Aber für spezielle Anwendungen mit geringem Stromverbrauch ist es eine praktikable Lösung. Es bietet eine Möglichkeit, die Batterielebensdauer tragbarer Technologien zu verlängern. Es bietet
Wir verbrennen Kalorien allein durch unsere Existenz. Unser Körper ist eine konstante Energiefabrik, die wichtige Funktionen auch dann ausführt, wenn wir völlig still sind. Aber wir erzeugen auch Strom. Jeder, der schon einmal Fahrrad gefahren ist, kennt das Prinzip des Dynamos, der Muskelkraft in Strom für den Scheinwerfer umwandelt. Dieses Konzept weitet sich über das Training hinaus auf die alltägliche Bewegung aus. Ein Nachtclub in den Niederlanden hat vor Jahren herausgefunden, wie er den Druck tanzender Füße nutzen kann. Diese Idee findet Anklang. Die Leute laufen überall hin. Jeder Schritt erzeugt etwa sechs Watt.
Das wandelnde Stromnetz
Toulouse, die viertgrößte Stadt Frankreichs, hat den sogenannten „elektrischen Bürgersteig“ installiert. Das als „Trott-Èlec“ bekannte System nutzt kleine Generatoren, die unter dem Bürgersteig versteckt sind. Diese Geräte funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie eine Personenwaage. Beim Betreten der Platten drücken diese leicht nach unten. Diese mechanische Aktion wandelt kinetische Energie in Elektrizität um.
Das Projekt befindet sich noch in der Entwicklungsphase. Die Behörden sind zuversichtlich, dass sie mit dieser Methode einen erheblichen Teil des Energiebedarfs der Stadt decken können. Konkret wird der gewonnene Strom in das örtliche Straßenbeleuchtungsnetz eingespeist. Es stellt sich heraus, dass das einfache Pendeln dabei helfen könnte, den Weg nach Hause zu erhellen.
Körperwärme in Stockholm gewinnen
Stockholm verfolgt einen anderen Ansatz in Bezug auf vom Menschen erzeugte Energie. Der Hauptbahnhof der Stadt, der größte in Schweden, ist auf Körperwärme angewiesen. Täglich drängen sich Tausende Menschen auf engstem Raum. Es wird heiß. Unangenehm heiß. Aber diese Abwärme ist wertvoll.
Das System erfasst die Wärmeenergie der täglich 250.000 Pendler. Wärmetauscher sammeln diese Wärme und erhitzen damit Wasser. Dieses heiße Wasser fließt dann in das Heizsystem eines nahegelegenen Bürogebäudes. Das Ergebnis? Eine Reduzierung des Energiebedarfs des Gebäudes um 25 %. Es handelt sich um eine lokalisierte Lösung. Klein vielleicht. Aber leicht auf andere städtische Zentren übertragbar.
The Gym Connection
Wir verfügen bereits über die Technologie, um menschliche Anstrengungen zu erfassen. Wir haben einfach nicht überall alles verstanden.
Denken Sie darüber nach.
Fitnessstudios sind voll von Menschen, die auf Laufbändern und Heimtrainern Energie verbrennen. Die Maschinen erzeugen Widerstand. Sie erzeugen Bewegung. Warum sind sie nicht ans Stromnetz angeschlossen?
Wenn ein einzelner Schritt sechs Watt erzeugt, stellen Sie sich die Kilowatt vor, die ein überfülltes Fitnessstudio während der morgendlichen Hauptverkehrszeit erzeugt. Die Energie ist da. Es ist kostenlos. Es wird verschwendet.
Es braucht nur eine Stadt, um das herauszufinden und zu beweisen, dass es funktioniert. Dann folgt der Rest. Wir gehen auf einer Kraftquelle. Wir müssen nur anfangen, es zu sammeln.
