Palielinoties pasaules iedzīvotāju skaitam un attīstoties ekonomikai, elektrības patēriņa līmenis pastāvīgi palielinās. Vidēji ik pēc 15 gadiem pasaulē patērētās enerģijas daudzums dubultojas. Pieaugot pieprasījumam un ņemot vērā bažas par ietekmi uz vidi, aizvien acīmredzamāka kļūst nepieciešamība pēc alternatīviem atjaunojamiem enerģijas avotiem.
Varbūt visinteresantākā kā iespējamā alternatīva ir cilvēka ķermeņa kā dažādu enerģijas veidu ģeneratora pētījumi.
Šīs pieejas piemērotība ir saistīta ar vairākiem faktoriem.
Pirmkārt, tas ir videi draudzīgs. Tiek izmantota tikai siltumenerģija vai kustības kinētiskā enerģija, ko cilvēks rada ikdienas apstākļos.
Otrkārt, ietaupot laiku un resursus enerģijas uzkrāšanai un nodošanai noderīgām lietojumprogrammām.
Elektrostacijas cilvēks
Pirmais zinātniskais pētījums par dzīvo organismu spēju radīt siltumu parādījās 8. gadsimtā. 1791. gadā itāļu zinātnieks Luigi Galvani publicē sava 25 gadus ilgā darba ar nosaukumu Traktāti par elektrības spēku muskuļos kustības rezultātus. Traktāts apstiprināja, ka dzīvā organismā ir elektrība, un nervi kalpo kā sava veida "elektrības vadi".
Reklāmas video:
XX gadsimtā zinātniekiem izdevās pierādīt, ka cilvēka ķermenis ir "dzīva spēkstacija", kas nepārtrauktu ķīmisku reakciju rezultātā rada elektrību. Un tika izstrādāta atsevišķa elektrofizioloģijas zinātne.
Ir zināma arī sava veida cilvēka "enerģijas spēja". Tātad, ar vienu elpu tiek ģenerēts viens vats, un ar mierīgu soli jūs varat barot 60 vatu spuldzi un pat tālruni. Atpūtas laikā cilvēks ģenerē apmēram 100 vatus. Vislielākā enerģijas ražošana tiek sasniegta sporta laikā - piemēram, sprintā līdz 2000 vatiem.
Līdz šim ir izstrādātas dažādas tehnoloģijas siltuma uzkrāšanai no cilvēka ķermeņa un ierīces uzlādēšanai no cilvēka, kuras nosacīti var sadalīt ierīcēs enerģijas savākšanai visai cilvēku grupai un sīkrīkiem individuālai lietošanai.
Pasīvais karstums
Eiropā un Ziemeļamerikā energoefektīvas mājas jau tiek izmantotas, kur cilvēku un sadzīves tehnikas radītais siltums tiek tērēts pašas ēkas apsildīšanai. Tas tiek veikts siltumizolācijas dēļ, ārējās ventilācijas neesamības dēļ tās struktūrā un uzstādot siltuma reģenerācijas ierīci, lai to pārnestu uz siltumapgādes sistēmu. Tādējādi iedzīvotāji var ietaupīt uz apkuri līdz 90%.
Francijā ēkas pasīvā apkure ļauj 17 dzīvokļiem piegādāt “dzīvu” siltumu. Lai to izdarītu, sociālo mājokļu aģentūra Paris Habitat izmanto siltumu no metro pasažieru ķermeņiem, kas iet zem ēkas. Siltu gaisu caur caurulēm transportē uz siltummaiņiem, kas silda pašu ēku.
Veiksmīgs eksperiments tika veikts Stokholmas Centrālās stacijas galvenajā ēkā, kas ir aprīkota ar īpašiem siltummaiņiem. Ierīces savāc stacijas apmeklētāju radīto siltumu un nodod to ūdens sildīšanai, lai sildītu kaimiņu 13 stāvu ēku 28 tūkstošu kvadrātmetru platībā. Pēc aptuveniem aprēķiniem, sistēma var ietaupīt līdz 25% enerģijas, kas tiek izmantota ēkas apsildīšanai.
Masu enerģija
Vēl viena daudzsološa tehnoloģija ir enerģijas savākšana no cilvēku plūsmas. Japānas Austrumu Japānas dzelzceļa uzņēmums nolēma izmantot apmeklētāju grupas kā daudzsološu ģeneratoru. Turnīri ar pjezoelektriskiem elementiem tika novietoti stacijā Tokijas metro, kur katru dienu iet simtiem tūkstošu cilvēku. Tuvojoties turniketam, apmeklētāji uzkāpj uz grīdā uzstādītajiem pjezoelektriskajiem elementiem un tādējādi pārraida enerģiju no sava ķermeņa spiediena.
Nīderlandē pie ieejas tirdzniecības centrā Natuurcafe La Port ir uzstādītas ģeneratora durvis. Šeit darbojas push efekts. Viena šāda ierīce gadā saražo līdz 4600 kWh.
Aktīvākās cilvēku straumes ir sastopamas pasaules lielāko pilsētu galvenajās ielās, kur gājēji vidēji dienā veic 50 tūkstošus soļu. Britu inženieris Lawrence Camball-Cook izdomāja, kā to izmantot ar bruģakmens plāksnēm. Īpaši konstruētas elastīga materiāla flīzes nedaudz nospiežas, kad tiek nospiestas. Tātad ir iespējams izmantot cilvēka kinētisko enerģiju, kas tiek pārveidota par elektrību. Tas ir paredzēts ielu, autobusu pieturu un skatlogu apgaismošanai. Inovatīvais produkts jau ir pārbaudīts Londonas Olimpiskajās spēlēs 2012. gadā, kad divu nedēļu laikā tika iegūti 20 miljoni džoulu enerģijas.
Sporta enerģija
Inženieri, kas strādā pie cilvēku pārvietošanās enerģijas pārveidošanas metodēm, acīmredzot, nevarēja izturēt fizisko izglītību un sportu. Viens no pirmajiem projektiem šajā jomā bija velotrenažieri Sport Art, kas spēlē transformatora lomu. Tie ir aprīkoti ar enerģijas pārveidotāju, kas ģenerē 120 voltu strāvu un baro to tieši tīklā. Vienam apmācības ciklam ar šādu simulatoru ir iespējams iegūt no 400 līdz 800 vatiem enerģijas. Tas uzlādēs kafijas automātu, pāris televizorus un klēpjdatorus. Ierīcei ir pat mobilā lietotne, kas aprēķina saražotās enerģijas daudzumu.
Ir arī vairāk tehnoloģisko izgudrojumu, piemēram, futbola bumba Socceket, kas trieciena kinētisko enerģiju pārvērš elektrībā. Trieciena brīdī radītā enerģija tiek nodota svārsta veida mehānismam, kas darbina ģeneratoru. Ģenerators savukārt ražo un uzglabā elektrību. Bumbas jauda ir seši vati, kas ir pietiekama, lai darbinātu LED galda lampu vai citu mazu ierīci.
Baterijas cilvēks
Gandrīz visu kabatas sīkrīku lietotāju sapnis ir iet pa ielu, un viedtālrunis tiek uzlādēts bez papildu akumulatoriem. Šī ideja vēl nav pilnībā realizēta, taču zinātnieki pamazām virzās šajā virzienā.
Korejas zinātnieki ir izstrādājuši elastīgu ģeneratoru, kura izmērs ir 10 līdz 10 centimetri un kas spēj uzlādēt fitnesa aproces. Enerģiju rada temperatūras atšķirības starp cilvēka ķermeni un apkārtējo vidi. Ģenerators ražo līdz 40 milvatiem enerģijas.
Līdzīgu tehnoloģiju prezentēja Šveices viedpulksteņu ražotājs Sequent. Pulkstenis darbojas, vicinot roku, ejot. Un tas nav "pašbarības" mehānisms. Atsperes vietā tur ir uzstādīts ģenerators, kas kravas vibrācijas pārvērš elektrībā.
Vanderbiltas universitātes pētnieki ir izgudrojuši elementu, kas ļauj radīt elektriskās strāvas jebkura cilvēka kustībā. Ierīce ir maza un to var novietot tieši uz apģērba. Jaunums ir tas, ka tiek savākta pat mazāko kustību enerģija, tas ir, frekvencēs līdz 0,01 Hz, un tā tiek ģenerēta nepārtraukti.
Tieši šai tehnoloģijai ir vislielākais izaugsmes potenciāls, lai viedtālruni uzlādētu, atrodoties ceļā. Bet zinātnieku papildus lādēšanas sīkrīkiem saskata vēl ārkārtas iespējas: piemēram, drēbes ar iebūvētām svītrām un īpašu šķidrumu, kas ļaus mainīt krāsas un modeļus, izmantojot viedtālruni.
Jau pastāv universālas norises. Piemēram, pjezoelektriska filma, kuru var izmantot enerģijas uzkrāšanai, rakstot uz klaviatūras. Vai arī ejot, ja šāda filma ir uzlikta uz drēbēm.