Het concept klinkt als iets uit een steampunkroman of een dystopische waarschuwing. We hebben het over het oogsten van energie uit menselijke beweging. Het klinkt archaïsch. Onpraktisch. Maar dat is niet zo.
Mensen zijn wandelende batterijen. Een gezonde volwassene genereert ongeveer 100 kilowattuur energie per jaar. Je produceert het gewoon door te bestaan. Door te lopen. Door te ademen.
Toch vangen we die output zelden op. Het grootste deel ervan verdwijnt als warmte. Het gaat verloren voor de atmosfeer. Maar nieuwe technologieën in Frankrijk en Zweden bewijzen dat we deze interne energiecentrale kunnen aanboren zonder mensen in moderne galeislaven te veranderen.
De mythe van verspilde beweging
Decennia lang werd het idee dat menselijke beweging iets anders dan een polshorloge zou kunnen aandrijven, afgedaan als wetenschappelijk vreemd. De wiskunde leek iets anders te suggereren. De hoeveelheid kinetische energie die vrijkomt bij een enkele stap is minuscuul. Het is lang niet genoeg om een lamp te laten branden, laat staan een telefoon op te laden of een huis van stroom te voorzien.
“Het grootste deel van de door het menselijk lichaam geproduceerde energie gaat verloren als warmte. Om deze energie op te vangen is meer nodig dan alleen een piëzo-elektrische vloertegel.”
Daarom mislukten eerdere pogingen. Ze vertrouwden op eenvoudige druksensoren. Ze negeerden de efficiëntie. Ze misten de schaalgrootte om het energieverbruik terug te dringen. Maar het landschap is aan het veranderen. De focus is verschoven van het genereren van bulkenergie naar het oogsten van micro-energie voor apparaten met een laag vermogen.
Zweedse voetstappen en Franse vloeren
Er komen twee verschillende benaderingen uit Europa naar voren. Ze vertrouwen niet op brute kracht. Ze vertrouwen op precisie.
In Zweden kijken onderzoekers naar infrastructuur. Ze integreren piëzo-elektrische materialen in gebieden met veel verkeer. Denk aan treinstations. Drukke metroplatforms. Het doel is niet om het elektriciteitsnet van stroom te voorzien. Het is bedoeld om de sensoren van stroom te voorzien die datzelfde netwerk bewaken. Wanneer duizenden mensen dagelijks over deze tegels lopen, ontstaat er door de collectieve mechanische belasting elektriciteit. Het is een straaltje. Maar het is consistent.
Frankrijk kiest een andere route. Hier is de innovatie draagbaar. De nadruk ligt op kleding en schoeisel. De technologie zet de beweging van gewrichten – de buiging van een knie, de buiging van een enkel – om in elektrische stroom. Deze apparaten zijn ontworpen om energie te oogsten tijdens gewone activiteiten. Lopen. Rennen. Zelfs dansen.
Waarom het er nu toe doet
Je zou je kunnen afvragen waarom we geld uitgeven aan zulke kleine opbrengsten. Waarom houden we het niet gewoon bij zonne- of windenergie?
Het antwoord ligt in decentralisatie.
We evolueren naar een wereld van Internet of Things (IoT)-apparaten. Sensoren in bruggen. Gezondheidsmonitoren in ziekenhuizen. Slimme sloten in huizen. Deze apparaten hebben geen megawatt nodig. Ze hebben microwatt nodig. Ze hebben stroom nodig die overal beschikbaar is, zonder dat er batterijvervanging of bekabelde verbindingen nodig zijn.
Menselijke kinetische energie is alomtegenwoordig. Het is er altijd. Zolang mensen in beweging zijn, bestaat het potentieel voor het oogsten van energie. Het gaat niet om het vervangen van het elektriciteitsnet. Het gaat over het elimineren van de behoefte aan batterijen in miljarden kleine apparaten.
De realitycheck
Gaat deze technologie uw elektrische auto van stroom voorzien? Nee.
Zal het de stekker in uw muur vervangen? Absoluut niet.
Het rendement blijft laag. De kosten van de materialen zijn nog steeds hoog. Maar voor specifieke toepassingen met laag vermogen is het een haalbare oplossing. Het biedt een manier om de levensduur van de batterij van draagbare technologie te verlengen. Het biedt
We verbranden calorieën alleen al door te bestaan. Onze lichamen zijn constante energiefabrieken, die essentiële functies uitvoeren, zelfs als we volkomen stil zijn. Maar we wekken ook stroom op. Iedereen die wel eens heeft gefietst kent het principe van de dynamo, waarbij spierkracht wordt omgezet in elektriciteit voor de koplamp. Dit concept breidt zich verder uit dan alleen oefeningen en richt zich ook op dagelijkse beweging. Een nachtclub in Nederland heeft jaren geleden bedacht hoe je de druk van dansende voeten kunt opvangen. Dat idee slaat aan. Overal lopen mensen. Elke stap genereert ongeveer zes watt.
Het wandelende elektriciteitsnet
Toulouse, de vierde grootste stad van Frankrijk, heeft een zogenaamde ‘elektrische stoep’ geïnstalleerd. Het systeem, bekend als “Trott-Èlec”, maakt gebruik van kleine generatoren die verborgen zijn onder de stoep. Deze eenheden werken volgens hetzelfde principe als een personenweegschaal. Als je op de platen stapt, worden ze iets ingedrukt. Deze mechanische actie zet kinetische energie om in elektriciteit.
Het project bevindt zich nog in de ontwikkelingsfase. Ambtenaren zijn ervan overtuigd dat ze met deze methode een aanzienlijk deel van de energiebehoeften van de stad kunnen dekken. Concreet zal de geoogste stroom het lokale straatverlichtingsnet voeden. Het blijkt dat de simpele handeling van het woon-werkverkeer de weg naar huis kan verlichten.
Lichaamswarmte oogsten in Stockholm
Stockholm hanteert een andere benadering van door de mens opgewekte energie. Het centraal station van de stad, het grootste van Zweden, is afhankelijk van lichaamswarmte. Duizenden mensen verdringen zich dagelijks in krappe ruimtes. Het wordt heet. Onaangenaam warm. Maar die afvalwarmte is waardevol.
Het systeem vangt de thermische energie op van de 250.000 dagelijkse pendelaars. Warmtewisselaars verzamelen deze warmte en gebruiken deze om water te verwarmen. Dat warme water stroomt vervolgens naar het verwarmingssysteem van een nabijgelegen kantoorgebouw. Het resultaat? Een vermindering van 25% in de energievraag van het gebouw. Het is een lokale oplossing. Klein misschien. Maar gemakkelijk repliceerbaar in andere stedelijke centra.
De sportschoolverbinding
We beschikken al over de technologie om menselijke inspanningen vast te leggen. We hebben gewoon niet overal de punten met elkaar verbonden.
Denk er eens over na.
Sportscholen zitten vol met mensen die energie verbranden op loopbanden en hometrainers. De machines roepen weerstand op. Ze genereren beweging. Waarom zijn ze niet aangesloten op het elektriciteitsnet?
Als één enkele stap zes watt oplevert, stel je dan de kilowatt voor die een druk fitnesscentrum tijdens de ochtendspits genereert. De energie is er. Het is gratis. Het wordt verspild.
Er is maar één stad nodig om dit uit te zoeken en te bewijzen dat het werkt. Dan volgt de rest. We lopen op een stroombron. We moeten het gewoon gaan verzamelen.
