Концепция звучит как нечто, вырванное из романа в жанре стимпанк или как предупреждение из антиутопии. Речь идет о сборе энергии из движений человека. Это звучит архаично. Непрактично. Но это не так.
Люди — это ходячие аккумуляторы. Здоровый взрослый человек вырабатывает примерно 100 киловатт-часов энергии в год. Вы производите её просто благодаря своему существованию. Благодаря ходьбе. Благодаря дыханию.
Тем не менее, мы редко улавливаем этот выход. Большая её часть рассеивается в виде тепла. Она теряется для атмосферы. Но новые технологии во Франции и Швеции доказывают, что мы можем использовать эту внутреннюю электростанцию, не превращая людей в современных галерных рабов.
Миф о потраченном впустую движении
На протяжении десятилетий идея о том, что человеческое движение может питать что-либо, кроме наручных часов, считалась научной диковинкой. Математика, казалось, говорила об обратном. Количество кинетической энергии, выделяемой одним шагом, ничтожно мало. Его далеко недостаточно, чтобы зажечь лампочку, не говоря уже о зарядке телефона или питании дома.
«Большая часть энергии, производимой человеческим телом, теряется в виде тепла. Для её захвата требуется больше, чем просто пьезоэлектрическая напольная плитка».
Именно поэтому предыдущие попытки потерпели неудачу. Они полагались на простые датчики давления. Они игнорировали эффективность. Им не хватало масштаба, чтобы хоть немного повлиять на потребление энергии. Но ландшафт меняется. Фокус сместился с генерации массовой энергии на сбор микровыработки для устройств с низким энергопотреблением.
Шведские шаги и французские полы
Из Европы emerge два различных подхода. Они не полагаются на грубую силу. Они полагаются на точность.
В Швеции исследователи изучают инфраструктуру. Они внедряют пьезоэлектрические материалы в зоны с высокой проходимостью. Подумайте о вокзалах. О загруженных платформах метро. Цель состоит не в том, чтобы питать энергосеть. Цель состоит в том, чтобы питать датчики, которые контролируют эту же сеть. Когда тысячи людей ежедневно проходят по этим плиткам, коллективное механическое напряжение создает электричество. Это слабая струйка. Но она постоянна.
Франция идет другим путем. Здесь инновация является носимой. Фокус смещен на одежду и обувь. Технология преобразует движение суставов — сгибание колена, изгиб лодыжки — в электрический ток. Эти устройства предназначены для сбора энергии во время обычных действий. Ходьбы. Бега. Даже танцев.
Почему это важно сейчас
Вы можете спросить, почему мы тратим деньги на столь малые объемы выработки. Почему бы просто не придерживаться солнечной или ветровой энергии?
Ответ кроется в децентрализации.
Мы движемся к миру устройств Интернета вещей (IoT). Датчики в мостах. Мониторы здоровья в больницах. Умные замки в домах. Этим устройствам не нужны мегаватты. Им нужны микроватты. Им нужна энергия, доступная повсюду, без необходимости замены батарей или проводных соединений.
Кинетическая энергия человека повсеместна. Она всегда присутствует. Пока люди двигаются, существует потенциал для сбора энергии. Речь не идет о замене энергосети. Речь идет об устранении необходимости в батареях для миллиардов небольших устройств.
Проверка реальностью
Сможет ли эта технология питать ваш электромобиль? Нет.
Заменит ли она розетку на вашей стене? Абсолютно нет.
Эффективность остается низкой. Стоимость материалов по-прежнему высока. Но для конкретных приложений с низким энергопотреблением это жизнеспособное решение. Оно предлагает способ продлить срок службы батареи носимой техники. Оно обеспечивает
Мы сжигаем калории просто благодаря самому факту существования. Наши тела — это постоянные энергетические фабрики, обеспечивающие жизненно важные функции даже в состоянии полного покоя. Но мы также генерируем электрическую мощность. Любой, кто ездил на велосипеде, знает принцип динамо-машины, преобразующей мышечную энергию в электричество для фары. Эта концепция выходит за рамки тренировок и проникает в повседневные движения. Ночной клуб в Нидерландах ещё несколько лет назад понял, как собирать давление от танцующих ног. Эта идея набирает популярность. Люди повсюду ходят пешком. Каждый шаг генерирует около шести ватт.
Энергосеть от ходьбы
Тулуза, четвёртый по величине город Франции, установила то, что называют «электрическим тротуаром». Система, известная как «Trott-Èlec», использует небольшие генераторы, скрытые под покрытием дороги. Эти устройства работают по тому же принципу, что и напольные весы. Когда вы наступаете на плиты, они слегка прогибаются. Это механическое действие преобразует кинетическую энергию в электричество.
Проект всё ещё находится на стадии разработки. Чиновники уверены, что смогут покрыть значительную часть энергопотребления города с помощью этого метода. В частности, собранная энергия будет питать местную сеть уличного освещения. Оказывается, простое действие по пути на работу может помочь осветить дорогу домой.
Сбор тепла тела в Стокгольме
Стокгольм подходит к использованию энергии, генерируемой человеком, иначе. Главный железнодорожный вокзал города, крупнейший в Швеции, полагается на тепло тела. Тысячи людей ежедневно скапливаются в тесных пространствах. Там становится жарко. Некомфортно жарко. Но это отработанное тепло ценно.
Система собирает тепловую энергию от 250 000 ежедневных пассажиров. Теплообменники улавливают это тепло и используют его для нагрева воды. Эта горячая вода затем поступает в систему отопления близлежащего офисного здания. Результат? Снижение энергопотребления здания на 25%. Это локальное решение. Небольшое, возможно. Но легко воспроизводимое в других городских центрах.
Связь с тренажёрными залами
У нас уже есть технология для сбора человеческих усилий. Мы просто не везде связали точки.
Подумайте об этом.
Тренажёрные залы переполнены людьми, сжигающими энергию на беговых дорожках и велотренажёрах. Машины создают сопротивление. Они создают движение. Почему они не подключены к электросети?
Если один шаг даёт шесть ватт, представьте киловатты, генерируемые переполненным фитнес-центром во время утреннего пика. Энергия присутствует. Она бесплатна. Она растрачивается впустую.
Нужен всего один город, который поймёт это и докажет, что это работает. Затем последуют остальные. Мы ходим по источнику энергии. Нам нужно лишь начать её собирать.
