Dengan bertambahnya jumlah penduduk dunia dan perkembangan ekonomi, tingkat konsumsi listrik terus meningkat. Rata-rata, setiap 15 tahun, jumlah energi yang dikonsumsi di dunia berlipat ganda. Dengan meningkatnya permintaan, dan dengan kekhawatiran tentang dampak lingkungan, kebutuhan akan sumber energi alternatif yang dapat diperbarui menjadi semakin nyata.
Mungkin yang paling menarik sebagai alternatif yang mungkin adalah studi tentang tubuh manusia sebagai penghasil berbagai jenis energi.
Relevansi dari pendekatan ini disebabkan oleh sejumlah faktor.
Pertama, ramah lingkungan. Hanya energi termal atau energi kinetik gerakan yang dihasilkan seseorang dalam kondisi sehari-hari yang digunakan.
Kedua, menghemat waktu dan sumber daya untuk menyimpan dan mentransfer energi untuk aplikasi yang berguna.
Pembangkit Listrik
Studi ilmiah pertama tentang kemampuan organisme hidup menghasilkan panas muncul pada abad ke-8. Pada tahun 1791, ilmuwan Italia Luigi Galvani menerbitkan hasil karyanya selama 25 tahun yang berjudul Treatises on the Power of Electricity in Muscular Movement. Risalah tersebut menegaskan bahwa listrik ada dalam organisme hidup, dan saraf berfungsi sebagai semacam "kabel listrik".
Video promosi:
Pada abad XX, para ilmuwan berhasil membuktikan bahwa tubuh manusia adalah "pembangkit tenaga hidup", yang, sebagai hasil dari reaksi kimia yang terus menerus, menghasilkan listrik. Dan ilmu elektrofisiologi yang terpisah dikembangkan.
Semacam "kapasitas energi" seseorang juga dikenal. Jadi, dengan satu tarikan napas, satu watt dihasilkan, dan dengan langkah yang tenang, Anda dapat menyalakan bola lampu 60 watt dan bahkan telepon. Selama istirahat, seseorang menghasilkan sekitar 100 watt. Dan produksi energi terbesar dicapai selama olahraga - hingga 2000 watt, misalnya, saat lari cepat.
Hingga saat ini, berbagai teknologi telah dikembangkan untuk mengumpulkan panas dari tubuh manusia dan perangkat untuk mengisi ulang dari seseorang, yang dapat dibagi secara kondisional menjadi perangkat untuk mengumpulkan energi untuk seluruh kelompok orang dan gadget untuk penggunaan individu.
Panas pasif
Di Eropa dan Amerika Utara, rumah hemat energi sudah digunakan, di mana panas yang dihasilkan oleh manusia dan peralatan rumah tangga dihabiskan untuk memanaskan bangunan itu sendiri. Hal ini dilakukan karena isolasi termal, tidak adanya ventilasi eksternal dalam strukturnya, dan dengan memasang perangkat pemulihan panas untuk mentransfernya ke sistem pasokan panas. Dengan demikian, penghuni dapat mencapai penghematan pemanasan hingga 90%.
Di Prancis, pemanas pasif sebuah bangunan memungkinkan 17 apartemen disuplai dengan panas "hidup". Untuk ini, agen perumahan sosial Paris Habitat menggunakan panas tubuh penumpang metro yang lewat di bawah gedung. Udara hangat diangkut melalui pipa ke penukar panas yang memanaskan bangunan itu sendiri.
Eksperimen yang berhasil dilakukan di gedung utama Stasiun Pusat Stockholm, yang dilengkapi dengan penukar panas khusus. Perangkat mengumpulkan panas yang dihasilkan oleh pengunjung stasiun dan mentransfernya ke pemanas air untuk memanaskan bangunan 13 lantai tetangga dengan luas 28 ribu meter persegi. Menurut perkiraan kasar, sistem ini dapat menghemat hingga 25% energi yang digunakan untuk memanaskan gedung.
Energi massa
Teknologi lain yang menjanjikan adalah pengumpulan energi dari arus manusia. Perusahaan Kereta Api Jepang Timur Jepang memutuskan untuk menggunakan kelompok pengunjung sebagai generator yang menjanjikan. Pintu putar dengan elemen piezoelektrik ditempatkan di stasiun kereta bawah tanah Tokyo, tempat ratusan ribu orang lewat setiap hari. Saat mendekati pintu putar, pengunjung menginjak elemen piezoelektrik yang dipasang di lantai, dan dengan demikian mengirimkan energi dari tekanan tubuh mereka.
Di Belanda, pintu generator telah dipasang di pintu masuk pusat perbelanjaan Natuurcafe La Port. Di sinilah efek dorong bekerja. Salah satu perangkat tersebut menghasilkan hingga 4600 kWh per tahun.
Arus orang tersibuk ditemukan di jalan-jalan utama kota-kota besar di dunia, di mana pejalan kaki, rata-rata, mengambil 50 ribu langkah sehari. Insinyur Inggris Lawrence Camball-Cook menemukan cara menggunakannya dengan lempengan paving. Ubin bahan fleksibel yang dirancang khusus sedikit lentur saat ditekan. Jadi dimungkinkan untuk menggunakan energi kinetik seseorang, yang diubah menjadi listrik. Ini ditujukan untuk menerangi jalan, halte bus dan jendela toko. Produk inovatif tersebut telah diuji di Olimpiade London pada tahun 2012, ketika energi 20 juta joule diperoleh dalam dua minggu.
Energi olahraga
Para insinyur yang bekerja pada metode mengubah energi pergerakan orang, jelas, tidak dapat melewati pendidikan jasmani dan olahraga. Salah satu proyek pertama di bidang ini adalah sepeda olahraga Sport Art, yang berperan sebagai transformator. Mereka dilengkapi dengan konverter energi yang menghasilkan arus 120 volt dan memasukkannya langsung ke jaringan listrik. Untuk satu siklus pelatihan pada simulator semacam itu, dimungkinkan untuk memperoleh energi dari 400 hingga 800 watt. Ini akan mengisi mesin kopi, beberapa TV dan laptop. Perangkat tersebut bahkan memiliki aplikasi seluler yang menghitung jumlah energi yang dihasilkan.
Ada juga lebih banyak penemuan teknologi, misalnya bola sepak Socceket, yang mengubah energi kinetik suatu benturan menjadi listrik. Pada saat tumbukan, energi yang dihasilkan ditransfer ke mekanisme seperti pendulum yang menggerakkan generator. Generator, pada gilirannya, menghasilkan dan menyimpan listrik. Bola tersebut memiliki daya keluaran enam watt, cukup untuk menyalakan lampu meja LED atau perangkat kecil lainnya.
Baterai man
Impian hampir semua pengguna gadget saku adalah berjalan-jalan dan smartphone Anda terisi ulang tanpa ada baterai tambahan. Ide ini belum sepenuhnya terwujud, tetapi para ilmuwan secara bertahap bergerak ke arah ini.
Ilmuwan Korea telah mengembangkan generator fleksibel berukuran 10 kali 10 sentimeter, yang mampu mengisi ulang gelang kebugaran. Energi dihasilkan oleh perbedaan suhu antara tubuh manusia dan lingkungan. Generator menghasilkan energi hingga 40 miliwatt.
Teknologi serupa dihadirkan oleh produsen jam tangan pintar Swiss Sequent. Jam bekerja dengan cara melambaikan tangan sambil berjalan. Dan ini bukan mekanisme "makan sendiri". Alih-alih pegas, generator dipasang di sana, yang mengubah getaran beban menjadi listrik.
Para peneliti di Universitas Vanderbilt telah menemukan elemen yang memungkinkan arus listrik dihasilkan oleh setiap gerakan manusia. Perangkat ini berukuran kecil dan dapat diletakkan langsung di atas pakaian. Kebaruannya adalah bahwa energi dari gerakan terkecil sekalipun dikumpulkan, yaitu pada frekuensi hingga 0,01 Hz, dan dibangkitkan secara terus menerus.
Teknologi inilah yang memiliki potensi terbesar untuk berkembang guna mengisi ulang daya ponsel Anda saat dalam perjalanan. Tapi, selain mengisi daya gadget, para ilmuwan melihat kemungkinan yang lebih luar biasa: misalnya, pakaian dengan garis-garis built-in dan cairan khusus yang memungkinkan perubahan warna dan pola menggunakan smartphone.
Sudah ada perkembangan universal. Misalnya, film piezoelektrik yang bisa digunakan untuk menyimpan energi saat mengetik di keyboard. Atau saat berjalan, jika film seperti itu ditempatkan pada pakaian.
