S porastom svjetskog stanovništva i razvojem gospodarstva, razina potrošnje električne energije se stalno povećava. U prosjeku se svakih 15 godina količina energije koja se troši u svijetu udvostručuje. Kako potražnja raste, a zabrinutost zbog utjecaja na okoliš, potreba za alternativnim obnovljivim izvorima energije postaje sve očiglednija.
Možda najzanimljivija kao moguća alternativa su studije ljudskog tijela kao generatora različitih vrsta energije.
Značaj ovog pristupa je zbog brojnih čimbenika.
Prvo je ekološki prihvatljiv. Koristi se samo toplinska ili kinetička energija pokreta koju proizvodi osoba u svakodnevnim uvjetima.
Drugo, ušteda vremena i resursa za pohranu i prijenos energije za korisne aplikacije.
Čovjek s elektrane
Prva znanstvena studija o sposobnosti živih organizama da stvaraju toplinu pojavila se u 8. stoljeću. 1791. talijanski znanstvenik Luigi Galvani objavio je rezultate svog 25-godišnjeg rada pod naslovom Traktati o snazi električne energije u mišićnom kretanju. Traktatom je potvrđeno da je električna energija prisutna u živom organizmu, a živci služe kao vrsta "električne žice".
Promotivni video:
U XX. Stoljeću, znanstvenici su uspjeli dokazati da je ljudsko tijelo "živa elektrana", koja proizvodi električnu energiju kao rezultat kontinuiranih kemijskih reakcija. I razvijena je zasebna znanost o elektrofiziologiji.
Poznata je i vrsta "energetskog kapaciteta" osobe. Dakle, jednim dahom generira se jedna vata, a mirnim korakom možete napajati žarulju od 60 vati, pa čak i telefon. Tijekom odmora, osoba generira oko 100 vata. A najveća proizvodnja energije postiže se tijekom sporta - do 2000 W, primjerice, u sprintu.
Do sada su razvijene razne tehnologije za akumuliranje topline ljudskog tijela i uređaji za punjenje od osobe, koji se uvjetno mogu podijeliti u uređaje za prikupljanje energije za čitavu grupu ljudi i uređaje za pojedinačnu upotrebu.
Pasivna toplina
U Europi i Sjevernoj Americi već se koriste energetski učinkoviti domovi, gdje se toplina koju stvaraju ljudi i kućanski uređaji troši na grijanje same zgrade. To se događa zbog toplinske izolacije, nepostojanja vanjske ventilacije u njegovoj strukturi i instaliranjem uređaja za obnavljanje topline za prijenos na sustav opskrbe toplinom. Na taj način stanovnici mogu postići uštedu na grijanju do 90%.
U Francuskoj pasivno grijanje zgrade omogućuje opskrbu 17 stanova „živom“toplinom. Za to, agencija za socijalno stanovanje Paris Habitat koristi toplinu tijela putnika metroa koji prolaze ispod zgrade. Topli zrak transportira se kroz cijevi do izmjenjivača topline koji zagrijavaju samu zgradu.
Uspješan eksperiment proveden je u glavnoj zgradi središnjeg kolodvora u Stockholmu, koja je opremljena posebnim izmjenjivačima topline. Uređaji prikupljaju toplinu koju generiraju posjetitelji stanice i prenose je na zagrijavanje vode za grijanje susjedne zgrade od 13 spratova površine 28 tisuća četvornih metara. Prema grubim procjenama, sustav može uštedjeti do 25% energije koja se koristi za grijanje zgrade.
Masovna energija
Druga obećavajuća tehnologija je prikupljanje energije iz protoka ljudi. Japanska željeznička kompanija Istočni Japan odlučila je iskoristiti grupe posjetitelja kao generator koji obećava. Turneti s piezoelektričnim elementima postavljeni su na stanici u tokijskoj podzemnoj željeznici, gdje svakodnevno prolaze stotine tisuća ljudi. Kada se približavaju kretnjaku, posjetitelji stupaju na piezoelektrične elemente ugrađene u pod i na taj način prenose energiju od pritiska svojih tijela.
U Nizozemskoj su na ulazu u trgovački centar Natuurcafe La Port postavljena vrata generatora. Ovdje djeluje push efekt. Jedan takav uređaj proizvodi do 4600 kWh godišnje.
Najprometniji tokovi ljudi nalaze se na glavnim ulicama većih gradova na svijetu, gdje pješaci u prosjeku naprave 50 tisuća koraka dnevno. Britanski inženjer Lawrence Camball-Cook smislio je kako to koristiti s pločnicima za popločavanje. Posebno dizajnirane fleksibilne pločice od materijala lagano se savijaju kada se pritisnu. Dakle, moguće je koristiti kinetičku energiju osobe, koja se pretvara u električnu energiju. Namijenjen je osvjetljavanju ulica, autobusnih stajališta i izloga. Inovativni proizvod već je testiran na Olimpijskim igrama u Londonu 2012. godine, kada je u dva tjedna dobiveno 20 milijuna džula energije.
Sportska energija
Inženjeri koji rade na metodama pretvaranja energije kretanja ljudi, očito, nisu mogli zaobići fizički odgoj i sport. Jedan od prvih projekata na ovom području bili su Sport Art bicikli, koji igraju ulogu transformatora. Opremljeni su pretvaračem energije koji generira struju od 120 volti i dovodi je izravno u mrežu. Za jedan ciklus treninga na takvom simulatoru moguće je dobiti od 400 do 800 vata energije. Ovo će napuniti aparat za kavu, nekoliko televizora i prijenosnih računala. Uređaj ima čak i mobilnu aplikaciju koja izračunava količinu proizvedene energije.
Postoje i više tehnoloških izuma, na primjer nogometna lopta Socceket, koja kinetičku energiju udara pretvara u električnu energiju. U trenutku udarca, generirana energija prenosi se na klatno mehanizam koji pokreće generator. Generator, zauzvrat, proizvodi i skladišti električnu energiju. Kugla ima snagu od šest vata, dovoljnu za napajanje LED stolne svjetiljke ili drugog malog uređaja.
Čovjek iz baterije
San skoro svih korisnika džepnih uređaja je da hodaju ulicom, a vaš se pametni telefon puni bez dodatnih baterija. Ta ideja još nije u potpunosti ostvarena, ali znanstvenici se postupno kreću u tom smjeru.
Korejski znanstvenici razvili su fleksibilni generator dimenzija 10 do 10 centimetara, sposoban za ponovno punjenje fitness narukvica. Energija se stvara razlikom temperature između ljudskog tijela i okoliša. Generator proizvodi do 40 milivata energije.
Sličnu tehnologiju predstavio je švicarski proizvođač pametnih satova Sequent. Sat radi mašući rukom dok hodate. A ovo nije mehanizam "samo-hranjenja". Umjesto opruge, tamo je ugrađen generator koji vibracije tereta pretvara u električnu energiju.
Istraživači sa Sveučilišta Vanderbilt izmislili su element koji omogućava da električne struje proizvode bilo koji ljudski pokret. Uređaj je malih dimenzija i može se postaviti izravno na odjeću. Novost mu je što se prikuplja energija čak i najmanjih pokreta, to jest na frekvencijama do 0,01 Hz, i stvara se kontinuirano.
Upravo ova tehnologija ima najveći potencijal za rast kako bi se vaš pametni telefon napunio u pokretu. No, pored punjenja naprava, znanstvenici vide i izvanredne mogućnosti: na primjer, odjeća s ugrađenim prugama i posebnom tekućinom koja će vam omogućiti da mijenjate boje i uzorke pomoću pametnog telefona.
Već postoje univerzalni razvoj. Na primjer, piezoelektrični film koji se može koristiti za spremanje energije prilikom tipkanja na tipkovnici. Ili kad hodate, ako takav film stavite na odjeću.