16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/306/1166545.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 22 (306) ноябрь 2016 года

Энергия шагов

Энергетика: особый взгляд Евгения ИВАНОВА

Каждый день мы совершаем тысячи шагов, и кроме передвижения своего тела из пункта А в пункт В это не приносит нам никакой пользы.

А ведь при ходьбе мы расходуем огромное количество энергии, которую можно заставить работать нам во благо.



Выйти на поверхность

Как известно, любой движущийся предмет обладает кинетической энергией. Нужно только найти способ перевести эту кинетическую энергию в электрическую.

Чтобы было легче понять, откуда берется энергия шага, надо разобраться с тем, как происходит сам процесс ходьбы. Ходьбу можно рассматривать как «управляемое падение». При каждом шаге человек наклоняется вперед и начинает падение, но ему препятствует выдвинутая вперед нога. Как только нога касается земли, на нее переносится вес тела, колено подгибается и амортизирует падение. После того как нога выпрямляется, тело возвращается на исходную высоту. Данные фазы повторяются вновь и вновь с определенной периодичностью.

Этим воспользовалась компания Povegen Systems, которая разработала технологию изготовления кинетических плит. Автором данной технологии является Лоурэнс Кэмпбелл-Кук – он создал покрытие Povegen, поглощающее вес шага. Когда человек наступает на плитку, покрытие прогибается примерно на 5 мм, что в свою очередь создает энергию, которая через особый механизм преобразуется в электрическую. Конечно, данная система будет эффективна только при большой проходимости людей, что позволит собрать нужное количество энергии. От одного шага вырабатывается 6 В. Чтобы плиты работали на полную мощность, требуется пятьдесят шагов в минуту.

В свою очередь, энергия, полученная данным способом, может быть использована для освещения улиц, работы систем кондиционирования, раздачи wi-fi и многого другого. Так, например, пять плит, встроенных в тротуар на одной из оживленных улиц, способны обеспечить освещением в ночное время автобусную остановку. Производитель говорит, что плиты Povegen созданы для пятилетнего использования, или рассчитаны на 20 миллионов шагов.

В полной мере данная инновационная разработка проявила себя в 2012 году во время Олимпиады в Лондоне. Кинетические поверхности установили на оживленных туристических маршрутах. За две недели «ходьбы» удалось собрать 20 миллионов Дж энергии, которой с лихвой хватило для освещения Лондона. В октябре 2014‑го в Рио‑де-Жанейро к мировому футбольному первенству впервые в мире построили футбольное поле, которое вырабатывает энергию во время игры. По всей площади поля положили около двухсот плиток Pavegen, а вокруг поля установили солнечные панели. Данная схема позволила прожекторам освещать игру. Открывал первую игру на столь необычном поле легендарный футболист Пеле. Во Франции на одном из вокзалов, где установлены плиты Povegen, накопленная энергия расходуется на нужды вокзала – для освещения и зарядки гаджетов. Таким образом, за полтора года удалось сэкономить 30 процентов электроэнергии.

В планах у создателей покрытия Povegen ввести «шаговую валюту», которая будет исчисляться количеством шагов. Потратить ее можно на интересные предложения компании либо выступить благотворителем и «пожертвовать шаги» в пользу территорий, до сих пор лишенных электричества. Таким образом, компания, производящая покрытие Povegen, хочет показать, как простой шаг может иметь огромную пользу для мира. Кстати, каждая плитка снабжена светодиодом, который загорается, если на плитку наступить: это нужно для того, чтобы оповестить пешехода о пользе сделанного шага.
«Pavegen визуализирует участие жителей в электроснабжении города. Все, что нужно делать горожанам, – это всем вместе шагать», – говорит о своем изобретении Лоуренс.

Другая компания, Volta Group, произвела публичную зарядную станцию ENGO (Public Ckarding Station), которая также работает за счет кинетических плит, расположенных рядом со станцией, и солнечных панелей. ENGO имеет десять зарядных устройств для самых распространенных моделей мобильных телефонов и планшетов, два разъема USB, а также два зарядных терминала для зарядки совместимых устройств. Станция расположена около здания университета.

«Энергетическая эффективность является ключом к снижению негативного воздействия на окружающую среду и изменение климата. Зарядная станция ENGO предоставляет возможность зарядить свой мобильный телефон или другое устройство, служа при этом учебным материалом, главная задача которого – мотивировать людей на то, чтобы они узнавали больше о влиянии своих действий на нашу планету, а также смогли осознать важность использования возобновляемых источников энергии. Мы можем даже не надеяться на создание устойчивой культуры без устойчиво ориентированных людей», – говорит исполнительный директор Volta Group Петар Мировиц.

Идея использовать шаговую энергию во благо общества вдохновила и японскую East Japan Railway Company оснастить турникеты на железнодорожной станции генераторами. В пол под турникетами встроены пьезоэлементы, которые производят электричество от давления и вибрации, получаемых от шага.

Совсем недавно в Лас-Вегасе появились фонари, созданные компанией EnCoPlanet, которые не требуют подключения к городской сети. Чудо-фонари работают за счет солнечных ламп и тех же панелей, которые ловят энергию шага. Чтобы всегда следить за уровнем заряда и отслеживать неисправности, фонари оснастили системой удаленного мониторинга. Фонари не только освещают улицы, но и раздают wi-fi, заряжают телефоны, а также следят за безопасностью в режиме нон-стоп благодаря встроенным в них камерам.



«Мобильная» зарядка

Энергия шага может аккумулироваться не только за счет кинетических плит, но и переносных устройств, которые в основном используют для заряда электронных гаджетов. Группа ученых во главе с Максом Донеланом создала небольшое наколенное устройство, которое способно переводить энергию, затрачиваемую на ходьбу, в электричество. Весит одно такое устройство чуть меньше полутора килограммов. Пара же таких «наколенников» вырабатывает порядка 5 Вт мощности, что позволяет одновременно подзаряжать несколько мобильных телефонов.

Действует это устройство по принципу гибридного автомобиля, когда при торможении электромотор превращается в генератор и возвращает кинетическую энергию машины в аккумулятор. Та же схема используется и здесь. Когда человек делает шаг, то сначала он заносит ногу, потом разгибает колено. Затем подколенное сухожилие и связанные с ним мышцы активируются, чтобы притормозить ногу перед приземлением. Именно в этот момент генератор вступает в ход, собирая «отрицательную» энергию торможения ноги. Создатели уверяют, что это устройство не усложнит процесс ходьбы.

Более практичное изобретение представила аргентинский дизайнер Лола Менса. Это генератор-накопитель, который крепится к обуви и использует энергию шага. Он представляет собой накладку на язычок кроссовка, содержащую систему наногенераторов и аккумуляторную батарею, которая накапливает энергию во время движения. С помощью этого устройства можно зарядить мобильный телефон или MP3‑плеер.

Похожее устройство изобрел пятнадцатилетний филиппинский подросток Анджело Казимиру. Он соорудил генератор для обуви, состоящий из двух пар пьезоэлектрических дисков, которые производят энергию при изгибе стельки. Правда, его изобретение уступает в количестве шагов, которые нужно сделать для полной зарядки устройства. Электричества, выработанного после пары часов игры с мячом, хватило лишь на десятиминутный сеанс зарядки айпода. А чтобы зарядить телефон, бегать придется более восьми часов.

По такому принципу можно использовать не только кроссовки, но и любую обувь, что может быть полезным для путешественников или военных, у которых розетка не всегда под рукой.

Конечно, на данный момент энергия шага не может конкурировать с традиционными источниками энергии в силу своей дороговизны. Над этим сейчас активно работают разработчики, и не исключено, что в будущем подобные устройства будут использоваться повсеместно.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 22 (306) ноябрь 2016 года:

  • Энергетики поддерживают проекты развития
    Энергетики поддерживают проекты развития

    Двенадцать соглашений о сотрудничестве под­писала МРСК Северо-Запада на региональной инвестиционной энергетической ярмарке, прошедшей в Мурманске. ...

  • Нижегородские энергетики построили линию связи над Волгой
    Нижегородские энергетики построили линию связи над Волгой

    Специалисты «Нижнов­энерго», филиала ПАО «МРСК Центра и Приволжья», выполнили монтажные и пусконаладочные работы на переходе волоконно-оптической линии связи через Волгу в районе Балахны. ...

  • ЭЛЕКТРА: новый облик – неизменное качество
    ЭЛЕКТРА: новый облик –  неизменное качество

    Не так давно компания «Восток-Сервис» обновила известную потребителю коллекцию спецодежды ЭЛЕКТРА из арамидной ткани Номекс® (DuPont), предназначенную для защиты электротехнического персонала различных отраслей промышленности от термических факторов электрической дуги. ...

  • В «Росатоме» – новый директор
    В «Росатоме» – новый директор

    В начале октября новым главой «Росатома» вместо Сергея Кириенко, ушедшего в администрацию президента, стал Алексей Лихачев. ...

  • Нескучно об электробезопасности
    Нескучно об электробезопасности

    Театрализованные уроки по электробезопасности прошли в псковской школе № 13. В одиннадцати классах начальной школы занятия провели ученики 2 «а» класса и педагог Светлана Хоцкая. ...