Концепція звучить як щось вирване з роману в жанрі стімпанк або як попередження з антиутопії. Йдеться про збирання енергії з рухів людини. Це звучить архаїчно. Непрактично. Але це негаразд.
Люди – це ходячи акумулятори. Здорова доросла людина виробляє приблизно 100 кіловат-годин енергії на рік. Ви робите її просто завдяки своєму існуванню. Завдяки ходьбі. Завдяки подиху.
Тим не менш, ми рідко уловлюємо цей вихід. Більшість її розсіюється як тепла. Вона губиться для атмосфери. Але нові технології у Франції та Швеції доводять, що ми можемо використовувати цю внутрішню електростанцію, не перетворюючи людей на сучасних галерних рабів.
Міф про витрачений даремно рух
Протягом десятиліть ідея про те, що людський рух може харчувати щось, крім наручного годинника, вважалася науковою дивиною. Математика, здавалося, говорила про інше. Кількість кінетичної енергії, що виділяється одним кроком, дуже мало. Його далеко недостатньо, щоб запалити лампочку, не кажучи вже про зарядку телефону або живлення будинку.
«Більшість енергії, виробленої людським тілом, втрачається як тепла. Для її захоплення потрібно більше, ніж просто п’єзоелектрична плитка для підлоги».
Саме тому попередні спроби зазнали невдачі. Вони покладалися на прості датчики тиску. Вони ігнорували ефективність. Їм не вистачало масштабу, аби хоч трохи вплинути на споживання енергії. Але краєвид змінюється. Фокус змістився з генерації масової енергії на збирання мікровиробки для пристроїв з низьким енергоспоживанням.
Шведські кроки та французька підлога
З Європи emerge два різні підходи. Вони покладаються на грубу силу. Вони покладаються на точність.
У Швеції дослідники вивчають інфраструктуру. Вони впроваджують п’єзоелектричні матеріали до зон з високою прохідністю. Подумайте про вокзали. Про завантажені платформи метро. Мета полягає не в тому, щоб живити енергомережу. Мета полягає в тому, щоб живити датчики, які контролюють цю мережу. Коли тисячі людей щодня проходять цими плитками, колективна механічна напруга створює електрику. Це слабкий струмок. Але вона стала.
Франція йде іншим шляхом. Тут інновація є носимою. Фокус зміщений на одяг та взуття. Технологія перетворює рух суглобів – згинання коліна, згин кісточки – в електричний струм. Ці пристрої призначені для збирання енергії під час звичайних дій. Ходьби. Біга. Навіть танців.
Чому це важливо зараз
Ви можете запитати, чому ми витрачаємо гроші на такі малі обсяги виробітку. Чому б просто не дотримуватися сонячної чи вітрової енергії?
Відповідь у децентралізації.
Ми рухаємося до світу пристроїв Інтернету речей (IoT). Датчики у мостах. Монітори здоров’я у лікарнях. Розумні замки у будинках. Цим пристроям не потрібні мегавати. Їм потрібні мікровати. Їм потрібна енергія, яка доступна всюди, без необхідності заміни батарей або провідних з’єднань.
Кінетична енергія людини повсюдна. Вона завжди є. Поки люди рухаються, існує потенціал для збирання енергії. Не йдеться про заміну енергомережі. Йдеться про усунення потреб у батареях для мільярдів невеликих пристроїв.
Перевірка реальністю
Чи зможе ця технологія живити електромобіль? Ні.
Чи замінить вона розетку на стіні? Абсолютно ні.
Ефективність залишається низькою. Вартість матеріалів, як і раніше, висока. Але для конкретних додатків із низьким енергоспоживанням це життєздатне рішення. Воно пропонує спосіб продовжити термін служби батареї техніки, що носиться. Воно забезпечує
Ми спалюємо калорії просто завдяки самому факту існування. Наші тіла – це постійні енергетичні фабрики, які забезпечують життєво важливі функції навіть у стані повного спокою. Але ми також генеруємо електричну потужність. Кожен, хто їздив велосипедом, знає принцип динамо-машини, що перетворює м’язову енергію в електрику для фари. Ця концепція виходить за рамки тренувань і проникає у повсякденні рухи. Нічний клуб у Нідерландах ще кілька років тому зрозумів, як збирати тиск від ніг, що танцюють. Ця ідея набирає популярності. Люди всюди ходять пішки. Кожен крок генерує близько шести ватів.
Енергомережа від ходьби
Тулуза, четверте за величиною місто Франції, встановила те, що називають «електричним тротуаром». Система, відома як “Trott-Èlec”, використовує невеликі генератори, приховані під покриттям дороги. Ці пристрої працюють за тим же принципом, що і ваги підлоги. Коли ви наступаєте на плити, вони трохи прогинаються. Ця механічна дія перетворює кінетичну енергію на електрику.
Проект все ще перебуває на стадії розробки. Чиновники впевнені, що матимуть змогу покрити значну частину енергоспоживання міста за допомогою цього методу. Зокрема, зібрана енергія живитиме місцеву мережу вуличного освітлення. Виявляється, проста дія на шляху на роботу може допомогти висвітлити дорогу додому.
Збір тепла тіла у Стокгольмі
Стокгольм підходить до використання енергії, що генерується людиною, інакше. Головний залізничний вокзал міста, найбільший у Швеції, покладається на тепло тіла. Тисячі людей щодня накопичуються у тісних просторах. Там стає спекотно. Некомфортно спекотно. Але це відпрацьоване тепло цінне.
Система збирає теплову енергію від 250 тисяч щоденних пасажирів. Теплообмінники вловлюють це тепло і використовують для нагрівання води. Ця гаряча вода потім надходить у систему опалення прилеглої офісної будівлі. Результат? Зниження енергоспоживання будівлі на 25%. Це місцеве рішення. Невелика, можливо. Але це легко відтворюється в інших міських центрах.
Зв’язок із тренажерними залами
Ми вже маємо технологію для збирання людських зусиль. Ми просто не всюди зв’язали крапки.
Подумайте про це.
Тренажерні зали переповнені людьми, що спалюють енергію на бігових доріжках та велотренажерах. Машини створюють опір. Вони творять рух. Чому вони не підключені до електромережі?
Якщо один крок дає шість ват, уявіть кіловати, що генеруються переповненим фітнес-центром під час ранкового піку. Енергія є. Вона безкоштовна. Вона марнується.
Потрібне лише одне місто, яке зрозуміє це і доведе, що це працює. Потім будуть інші. Ми ходимо джерелом енергії. Нам треба лише почати її збирати.
