Maailma rahvastiku suurenemise ja majanduse arenguga kasvab elektritarbimise tase pidevalt. Keskmiselt kahekordistub maailmas tarbitava energia hulk iga 15 aasta tagant. Nõudluse suurenedes ja seoses keskkonnamõjudega on üha enam ilmnenud vajadus alternatiivsete taastuvate energiaallikate järele.
Võimaliku alternatiivina on ehk kõige huvitavamad inimkeha kui erinevat tüüpi energia generaatori uuringud.
Selle lähenemisviisi asjakohasus tuleneb paljudest teguritest.
Esiteks on see keskkonnasõbralik. Kasutatakse ainult inimese poolt igapäevastes oludes toodetud soojusenergiat või liikumise kineetilist energiat.
Teiseks, aja ja ressursside kokkuhoid kasulike rakenduste energia salvestamiseks ja ülekandmiseks.
Elektrijaama mees
Esimene teaduslik uurimus elusorganismide võime kohta soojust tekitada ilmus 8. sajandil. 1791. aastal avaldab itaalia teadlane Luigi Galvani oma 25-aastase töö pealkirjaga Traktaadid elektrienergia võimsusest lihaste liikumisel. Traktaadis kinnitati, et elusorganismis on elekter ja närvid toimivad omamoodi "elektrijuhtmetena".
Reklaamvideo:
XX sajandil õnnestus teadlastel tõestada, et inimkeha on "elav elektrijaam", mis genereerib elektrit pidevate keemiliste reaktsioonide tagajärjel. Ja töötati välja eraldi elektrofüsioloogia teadus.
Samuti on teada inimese omamoodi "energiavõime". Niisiis genereeritakse ühe hingetõmbega üks vatt ja rahuliku sammuga saate toita 60-vatise lambipirni ja isegi telefoni. Puhkuse ajal genereerib inimene umbes 100 vatti. Ja suurim energiatootmine saavutatakse spordi ajal - näiteks sprindis kuni 2000 vatti.
Nüüdseks on inimkehast soojuse kogunemiseks välja töötatud erinevad tehnoloogiad ja inimeselt laadimiseks mõeldud seadmed, mida saab tinglikult jagada seadmeks, mis kogub energiat tervele rühmale inimesi, ja vidinatele, mis on ette nähtud individuaalseks kasutamiseks.
Passiivne kuumus
Euroopas ja Põhja-Ameerikas kasutatakse juba energiatõhusaid kodusid, kus inimeste ja kodumasinate toodetav soojus kulub hoone enda kütmiseks. Seda tehakse soojusisolatsiooni, välise ventilatsiooni puudumise tõttu selle struktuuris ja soojuse taastamise seadme paigaldamisega selle ülekandmiseks soojusvarustussüsteemi. Nii saavad elanikud küttesäästu saavutada kuni 90%.
Prantsusmaal võimaldab hoone passiivne soojendamine 17 korterit varustada elava soojusega. Selleks kasutab sotsiaalkorterite agentuur Paris Habitat hoone all mööduvate metrooreisijate kehadest saadud soojust. Soe õhk transporditakse torude kaudu soojusvahetitesse, mis soojendavad ehitist ise.
Spetsiaalsete soojusvahetitega varustatud Stockholmi keskjaama peahoones viidi läbi edukas katse. Seadmed koguvad jaamakülastajate tekitatud soojust ja suunavad selle vee soojendamiseks 28 tuhande ruutmeetri suuruse naabruses asuva 13-korruselise hoone soojendamiseks. Ligikaudsete hinnangute kohaselt võib süsteem säästa kuni 25% hoone kütmiseks kuluvast energiast.
Massiline energia
Teine paljulubav tehnoloogia on energia kogumine inimeste voolust. Jaapani Ida-Jaapani raudtee-ettevõte otsustas kasutada külastajarühmi paljulubava generaatorina. Tokyo metroos asuvasse jaama paigutati piesoelektriliste elementidega pöördenurgad, kus iga päev möödub sadu tuhandeid inimesi. Pöördtulele lähenedes astuvad külastajad põrandale paigaldatud piesoelektriliste elementide peal ja edastavad seega energiat oma keha survest.
Hollandis on Natuurcafe La Porti kaubanduskeskuse sissepääsu juurde paigaldatud generaatoriuksed. Siin töötab tõukeefekt. Üks selline seade toodab kuni 4600 kWh aastas.
Kiireimaid inimeste vooge leidub maailma suuremate linnade peatänavatel, kus jalakäijad astuvad keskmiselt 50 tuhat sammu päevas. Briti insener Lawrence Camball-Cook mõtles välja, kuidas seda sillutusplaatidega kasutada. Spetsiaalselt disainitud elastsest materjalist plaadid painduvad kergelt paindes. Nii on võimalik kasutada inimese kineetilist energiat, mis muundatakse elektriks. See on mõeldud tänavate, bussipeatuste ja vaateakende valgustamiseks. Uuenduslikku toodet on juba katsetatud Londoni olümpiamängudel 2012. aastal, kui kahe nädala jooksul saadi 20 miljonit džauli energiat.
Spordienergia
Insenerid, kes töötavad inimeste liikumisenergia muundamise meetodite kallal, ei saa ilmselgelt kehalise kasvatuse ja spordi kaudu mööda minna. Üks esimesi selle valdkonna projekte oli Sport Art treeningrattad, mis täidavad trafo rolli. Need on varustatud energiamuunduriga, mis genereerib voolu 120 volti ja toidab selle otse võrku. Sellise simulaatori ühe treeningtsükli jaoks on võimalik saada energiat 400–800 vatti. Sellega laaditakse kohvimasin, paar telerit ja sülearvuti. Seadmel on isegi mobiilirakendus, mis arvutab toodetud energia hulga.
Samuti on rohkem tehnoloogilisi leiutisi, näiteks jalgpall Socceket, mis muundab löögi kineetilise energia elektrienergiaks. Kokkupõrke hetkel kantakse toodetud energia pendeltaolisele mehhanismile, mis juhib generaatorit. Generaator omakorda toodab ja salvestab elektrit. Palli väljundvõimsus on kuus vatti, mis on piisav LED-laualambi või muu väikese seadme toiteks.
Aku mees
Peaaegu kõigi tasku-vidinate kasutajate unistus on kõndida mööda tänavat ja nutitelefoni laaditakse ilma täiendavate akudeta. Seda ideed pole veel täielikult ellu viidud, kuid teadlased liiguvad järk-järgult selles suunas.
Korea teadlased on välja töötanud elastse generaatori, mille mõõtmed on 10 x 10 sentimeetrit ja mis on võimeline laadima fitness-käevõrusid. Energiat genereerib inimkeha ja keskkonna temperatuuride erinevus. Generaator toodab kuni 40 millivatti energiat.
Sarnast tehnoloogiat tutvustas Šveitsi nutikellade tootja Sequent. Kell töötab käega lehvitades kõndides. Ja see ei ole "isetoitmise" mehhanism. Vedru asemel on sinna paigaldatud generaator, mis teisendab koorma vibratsioonid elektrienergiaks.
Vanderbilti ülikooli teadlased on leiutanud elemendi, mis võimaldab elektrivoolu toota mis tahes inimliikumisel. Seade on väikese suurusega ja selle saab panna otse rõivastele. Selle uudsus on see, et kogutakse isegi väikseimate liikumiste energiat, see tähendab sagedustel kuni 0,01 Hz, ja seda toodetakse pidevalt.
Just sellel tehnoloogial on oma nutitelefoni laadimiseks liikvel olles suurim kasvupotentsiaal. Kuid lisaks vidinate laadimisele näevad teadlased ka rohkem erakorralisi võimalusi: näiteks sisseehitatud triipudega riideid ja spetsiaalset vedelikku, mis võimaldab nutitelefoni abil värve ja mustreid muuta.
Juba on olemas universaalsed arengud. Näiteks piesoelektriline film, mida saab kasutada energia salvestamiseks klaviatuuril kirjutades. Või siis kõndides, kui selline film on riietele pandud.
