Dengan pertambahan penduduk dunia dan perkembangan ekonomi, tahap penggunaan elektrik terus meningkat. Rata-rata, setiap 15 tahun, jumlah tenaga yang digunakan di dunia meningkat dua kali ganda. Ketika permintaan meningkat, dan dengan kebimbangan mengenai kesan alam sekitar, kebutuhan akan sumber tenaga boleh diperbaharui menjadi semakin jelas.
Mungkin yang paling menarik sebagai alternatif mungkin adalah kajian mengenai tubuh manusia sebagai penjana pelbagai jenis tenaga.
Kesesuaian pendekatan ini disebabkan oleh beberapa faktor.
Pertama, mesra alam. Hanya tenaga haba atau tenaga kinetik pergerakan yang dihasilkan oleh seseorang dalam keadaan seharian digunakan.
Kedua, menjimatkan masa dan sumber untuk menyimpan dan memindahkan tenaga untuk aplikasi yang berguna.
Manusia Loji Tenaga
Kajian ilmiah pertama mengenai kemampuan organisma hidup menghasilkan haba muncul pada abad ke-8. Pada tahun 1791, saintis Itali Luigi Galvani menerbitkan hasil karyanya selama 25 tahun berjudul Treatises on the Power of Electricity in Muscular Movement. Risalah tersebut mengesahkan bahawa elektrik ada dalam organisma hidup, dan saraf berfungsi sebagai sejenis "wayar elektrik".
Video promosi:
Pada abad XX, para saintis berjaya membuktikan bahawa tubuh manusia adalah "loji kuasa hidup", yang menghasilkan tenaga elektrik sebagai akibat tindak balas kimia berterusan. Dan sains elektrofisiologi yang terpisah dikembangkan.
Sejenis "keupayaan tenaga" seseorang juga dikenali. Oleh itu, dengan satu nafas, satu watt dihasilkan, dan dengan langkah tenang, anda dapat menghidupkan bola lampu 60 watt dan juga telefon. Semasa berehat, seseorang menghasilkan kira-kira 100 watt. Dan pengeluaran tenaga terbesar dicapai semasa sukan - sehingga 2000 watt, misalnya, ketika berlari.
Kini, pelbagai teknologi telah dikembangkan untuk mengumpulkan haba tubuh manusia dan peranti untuk mengisi semula dari seseorang, yang dapat dibahagikan secara bersyarat menjadi alat untuk mengumpulkan tenaga untuk sekumpulan orang dan alat untuk kegunaan individu.
Panas pasif
Di Eropah dan Amerika Utara, rumah yang menggunakan tenaga sudah digunakan, di mana haba yang dihasilkan oleh orang dan perkakas rumah dihabiskan untuk memanaskan bangunan itu sendiri. Ini dilakukan kerana penebat haba, tidak adanya pengudaraan luaran dalam strukturnya dan dengan memasang alat pemulihan haba untuk memindahkannya ke sistem bekalan haba. Oleh itu, penduduk dapat menjimatkan pemanasan sehingga 90%.
Di Perancis, pemanasan pasif bangunan membolehkan 17 pangsapuri dibekalkan dengan haba "hidup". Untuk ini, agensi perumahan sosial Paris Habitat menggunakan panas badan penumpang metro yang melintas di bawah bangunan. Udara hangat diangkut melalui paip ke penukar haba yang memanaskan bangunan itu sendiri.
Eksperimen yang berjaya dilakukan di bangunan utama Stesen Pusat Stockholm, yang dilengkapi dengan penukar haba khas. Peranti mengumpulkan haba yang dihasilkan oleh pengunjung stesen dan memindahkannya untuk memanaskan air untuk memanaskan bangunan 13 tingkat yang berdekatan dengan kawasan seluas 28 ribu meter persegi. Menurut anggaran kasar, sistem ini dapat menjimatkan sehingga 25% tenaga yang digunakan untuk memanaskan bangunan.
Tenaga jisim
Teknologi lain yang menjanjikan adalah pengumpulan tenaga dari aliran orang. Syarikat Kereta Api Jepun Timur Jepun memutuskan untuk menggunakan kumpulan pelawat sebagai penjana yang menjanjikan. Pintu putar dengan elemen piezoelektrik diletakkan di stesen kereta bawah tanah Tokyo, di mana ratusan ribu orang melewati setiap hari. Ketika menghampiri pintu putar, pengunjung menginjak elemen piezoelektrik yang dipasang di lantai, dan dengan itu menghantar tenaga dari tekanan badan mereka.
Di Belanda, pintu generator telah dipasang di pintu masuk ke pusat membeli-belah Natuurcafe La Port. Di sinilah kesan push berfungsi. Satu peranti tersebut menghasilkan sehingga 4600 kWh per tahun.
Aliran orang yang paling sibuk terdapat di jalan-jalan utama kota-kota besar di dunia, di mana para pejalan kaki, rata-rata, mengambil 50 ribu langkah sehari. Jurutera Britain, Lawrence Camball-Cook mengetahui cara menggunakannya dengan papak. Jubin bahan fleksibel yang direka khas melenturkan sedikit ketika ditekan. Oleh itu, adalah mungkin untuk menggunakan tenaga kinetik seseorang, yang ditukarkan menjadi elektrik. Ini bertujuan untuk menerangi jalan, perhentian bas dan tingkap kedai. Produk inovatif ini telah diuji di Sukan Olimpik London pada tahun 2012, apabila dapat memperoleh 20 juta joule tenaga dalam dua minggu.
Tenaga sukan
Jurutera yang bekerja pada kaedah mengubah tenaga pergerakan orang, tentu saja, tidak dapat melewati pendidikan jasmani dan sukan. Salah satu projek pertama di kawasan ini adalah basikal senaman Sport Art, yang memainkan peranan sebagai pengubah. Mereka dilengkapi dengan penukar tenaga yang menghasilkan arus 120 volt dan memasukkannya terus ke grid. Untuk satu kitaran latihan pada simulator seperti itu, adalah mungkin untuk memperoleh tenaga dari 400 hingga 800 watt. Ini akan dikenakan bayaran untuk mesin kopi, beberapa TV dan komputer riba. Peranti ini bahkan mempunyai aplikasi mudah alih yang mengira jumlah tenaga yang dihasilkan.
Terdapat juga lebih banyak penemuan teknologi, misalnya bola sepak Socceket, yang mengubah tenaga kinetik dari kesan menjadi elektrik. Pada masa hentaman, tenaga yang dihasilkan dipindahkan ke mekanisme seperti pendulum yang menggerakkan penjana. Penjana seterusnya menghasilkan dan menyimpan elektrik. Bola mempunyai output daya enam watt, cukup untuk menyalakan lampu meja LED atau alat kecil lain.
Lelaki bateri
Impian hampir semua pengguna alat saku adalah berjalan di jalanan dan telefon pintar anda diisi semula tanpa bateri tambahan. Idea ini belum dapat direalisasikan sepenuhnya, tetapi para saintis secara beransur-ansur bergerak ke arah ini.
Para saintis Korea telah menghasilkan generator fleksibel berukuran 10 x 10 sentimeter, yang mampu mengisi semula gelang kecergasan. Tenaga dihasilkan oleh perbezaan suhu antara tubuh manusia dan persekitaran. Penjana menghasilkan tenaga sehingga 40 miliwatt.
Teknologi serupa dikemukakan oleh pengeluar jam pintar Switzerland, Sequent. Jam berfungsi dengan melambaikan tangan semasa berjalan. Dan ini bukan mekanisme "makan sendiri". Daripada spring, generator dipasang di sana, yang mengubah getaran beban menjadi elektrik.
Penyelidik di Universiti Vanderbilt telah mencipta unsur yang membolehkan arus elektrik dihasilkan oleh pergerakan manusia. Peranti ini bersaiz kecil dan boleh diletakkan terus pada pakaian. Yang baru adalah bahawa tenaga pergerakan terkecil sekalipun dikumpulkan, iaitu pada frekuensi hingga 0,01 Hz, dan dihasilkan secara berterusan.
Teknologi inilah yang mempunyai potensi besar untuk berkembang untuk mengisi semula telefon pintar anda semasa dalam perjalanan. Tetapi, selain mengecas alat, para saintis melihat kemungkinan yang lebih luar biasa: contohnya, pakaian dengan jalur terbina dalam dan cecair khas yang akan membolehkan perubahan warna dan corak menggunakan telefon pintar.
Sudah ada perkembangan sejagat. Contohnya, filem piezoelektrik yang boleh digunakan untuk menyimpan tenaga semasa menaip pada papan kekunci. Atau semasa berjalan, jika filem seperti itu diletakkan pada pakaian.
