Электричество из напольного покрытия – новый шаг к экономии

Новое покрытие для пола заряжается энергией шагов

Двигаться по дороге к возобновляемой энергии нужно семимильными шагами. В буквальном смысле. Ученые из Университета Висконсина и Forest Products Laboratory в Мэдисоне считают, что могут использовать механическую энергию человеческих шагов при помощи обычного напольного покрытия. Они предлагают использовать химически обработанные нановолокна целлюлозы в древесной целлюлозе, которые производят электрические заряд, вступая в контакт с необработанными нановолокнами.

«Мы всегда искали доступную масштабируемую технологию, которая сможет эффективно собирать механическую энергию из окружающей среды», говорит Сюйдун Ван, доцент кафедры материаловедения и инженерии в Университете Висконсина.

После двух лет работы над этой технологией Ванг пришел к трибоэлектрическому наногенератору (ТЭНГ). Трибоэлектричество похоже на явление, которое производит статистическое электричество на одежде.

В случае с ТЭНГом, два различных материала с различными возможностями привлечения электронов устанавливаются в напольное покрытие. Волокна обрабатываются химически, чтобы сделать их более привлекательными для электронов или более отталкивающими. Как только человек ступает на пол, материалы вступают в контакт и обмениваются зарядом. После того как контакт разрывается — нога отрывается от пола — заряд течет обратно через внешнюю цепь.

Пол с ТЭНГом будет наиболее подходящим в районах с высоким пешеходным потоком вроде торговых центров, станций метро или даже спортивных стадионов. Ванг говорит, что стадион, заполненный 80 000 человек, может осветить сам себя всего за один шаг всех этих людей.

Предпринимались и другие попытки, рассматривались другие технологии вроде того, что Ван называет сбором дорожной энергии. К примеру, пьезоэлектрические устройства, собирающие энергию колебаний дорожного движения при помощи пьезоэлектрического кристалла, помещаются чуть ниже поверхности асфальта. Кристалл слегка сгибается, когда дорогу пересекает транспортное средство, вырабатывая электрический ток. Технологию уже использовали в Японии и Израиле. Тем не менее керамические материалы, используемые при изготовлении этого устройства, дорогие и токсичные.

«В трибоэлектрическом концепте выбор материалов намного шире, и мы можем использовать много дешевых, экологически чистых и даже биоразлагаемых материалов», говорит Ван. Он считает, что стоимость включения этой технологии увеличит общие расходы на обустройство полов не больше чем на 20%.

В настоящее время Ван разрабатывает прототип, но считает, что эту технологию можно будет использовать для самых разных видов напольных покрытий, а срок службы системы может потенциально превысить срок службы самого пола.

Инновации с использованием более традиционных возобновляемых источников энергии, например, солнца, прокладывают путь для производства энергии в масштабах целой страны. Многие страны все чаще задумываются о том, чтобы превратить дороги в золото: заставить их собирать солнечный свет, который пойдет на благо жителей.

Читать еще:  Дачные лайфхаки для тех, у кого мало времени

Считается, что первую солнечную дорогу построили Нидерланды — если точнее, велосипедную дорожку — в 2014 году. Скромная голландская 90-метровая дорожка SolaRoad состоит из бетонных модулей с полупрозрачным верхним слоем из закаленного стекла. Под стеклом располагаются кристаллические кремниевые солнечные элементы. В марте голландская компания объявила о планах на другой проект в Калифорнии.

Дорожное покрытие Wattway состоит из «чрезвычайно устойчивых фотовольтаических панелей, которые могут применяться для всех типов дорог, связанных с электрооборудованием и сетями». Colas утверждает, что Wattway сможет обеспечивать энергией уличное освещение и дорожные знаки и светофоры в городах, поселках и удаленных районах, а также зарядные станции для электрического транспорта.

В США компания Solar Roadways обещает похожее энергетическое решение. Не так давно компания собрала более 2 миллионов долларов на Indiegogo и также получила несколько грантов от Министерства транспорта США. Панели Solar Roadways изготавливаются из закаленного стекла, специально текстурированных, чтобы создавать трение для транспорта и пешеходов, с возможностью выдерживать грузы до 110 000 килограммов. Каждый блок состоит из верхней и нижней стеклянных панелей, между которыми заключены солнечные батареи и светодиоды.

По оценкам Solar Roadways, национальная дорожная система из таких солнечных панелей сможет производить более чем в три раза больше электроэнергии, чем используется в настоящее время в США, и даже обеспечить поставки для всего мира. К сожалению, во время пилотной программы в родном городе Сандпойнт, штат Айдахо, компания столкнулась с проблемами.

Основная проблема выявилась в ламинаторе, который использовался в процессе производства и делал для шестиугольных панелей защиту от погодных условий. Два компонента ламинатора дали сбой и привели к хаосу. Некоторые панели разрушили солнечные батареи, некоторые светодиоды, вывели из строя нагревательные элементы, спасающие их от снега и льда.

Но эти компании хотя бы пытаются сделать первый шаг. Поразительно, что мы до сих пор не научились использовать гигантские площади наших дорог.

Пьезоэлектрические напольные покрытия как источник электроэнергии

Дата публикации: 12 июля 2015

Источник: http://cleantechies.com/2015/07/08/piezoelectric-flooring-harvesting-energy-using-footsteps/, Pradhnya Tajne, 8 июля 2015.

Глобальные потребности в электроэнергии возрастут почти на 80% в период с 2012 по 2040 год, как предсказывает сценарий Международного энергетического агентства (International Energy Agency). Согласно этому сценарию доля возобновляемых источников в выработке энергии возрастет с 21% в 2012 году до 33% в 2040. Быстро растущая доля и важность возобновляемых источников вызывают появление новых технологий в производстве энергии.

Одна из таких экологичных технологий получения энергии — пьезоэлектрические напольные покрытия.

Что такое пьезоэлектричество?

Спрос на новые технологии получения энергии растет и постоянно находятся более экологичные и эффективные решения. Подобно ветровым генераторам и солнечным панелям, пьезоэлектричество является одним из способов получения энергии.

Пьезоэлектричество — это получение электрической энергии под действием механических напряжений, например, в напольном покрытии во время ходьбы. Когда объект изгибается под действием нажатия, отрицательный заряд создается на выгнутой стороне и положительный заряд — на сжатой (вогнутой) стороне. Когда усилие прекращается, в веществе возникает электрический ток.

Пьезоэлектрические напольные покрытия

Пьезоэлектрические полы создаются для того, чтобы утилизировать неиспользуемую энергию и ресурсы, сохранить или передать их туда, где они необходимы. Энергия генерируется тогда, когда человек наступает на плитку, обладающую пьезоэлектрическими свойствами. При этом кинетическая энергия преобразуется в электрическую. Количество генерируемой энергии зависит от веса человека, максимального изгиба и типа движения (ходьба или бег).

Читать еще:  Садовая мебель из искусственного ротанга – лучшее украшение для дома и сада

Компании, производящие пьезоэлектрические напольные покрытия

Хотя концепция пьезоэлектрических напольных покрытий появилась относительно недавно, она вызвала большой интерес в кругах тех, кто занимается получением энергии. Уже выпускается несколько пьезоэлектрических напольных покрытий от разных производителей.

Smart Energy Floor (SEF) от Veranu

Итальянская компания Veranu производит напольные покрытия, которые называются Smart Energy Floor (SEF). Они изготавливаются их пьезоэлектрического пластика. Veranu предлагает создание скрытой конструкции, которая интегрируется в пол. Эта конструкция экологична, поскольку ее компоненты поддаются переработке, и легко обслуживается (источник: veranu.eu).

Плитка от Pavegen Systems

Плитка Pavegen, как ожидается, генерирует 4 ватта энергии при каждом шаге. Примерно 12 плиток Pavegen, установленные на входе станции West Ham, генерируют за дневное время достаточно энергии для того, чтобы освещать станцию в течение ночи. Напольные покрытия от Pavegen установлены более чем в 30 странах (источник: pavegen.com).

Sustainable Energy Floor от Energy Floors

Эта фирма из Голландии производит Sustainable Energy Floor, которые преобразует энергию движения людей в электричество. Когда человек наступает на плитки, из которых состоит пол, плитки прогибаются примерно на 10 мм, в результате получается от 15 до 25 ватт энергии. По сведениям engineering.com, используемый в этой разработке генератор не относится к типу пьезоэлектрических.

Применения пьезоэлектрических полов

Пьезоэлектрические напольные покрытия идеальны для тех мест, где оживленное пешее движение. Они могут устанавливаться на популярных экскурсионных маршрутах, торговых центрах, школах, стадионах, танцплощадках. Фактически, фирма Energy Floors создала продукт под названием Sustainable Dance Floor специально для клубов. Пьезоэлектрические напольные покрытия могут также устанавливаться в других оживленных местах, таких как станции метро, аэропорты, университеты и гипермаркеты.

Учитывая, что технология использования плитки для выработки электроэнергии с использованием механического давления относительно нова, компании в этом секторе еще ищут венчурных инвесторов. Также было бы интересно посмотреть, проявят ли автомобильные компании интерес к этой технологии для получения электричества при движении автомобилей и других транспортных средств.

Новости альтернативной энергетики кратко

В последние годы солнечная энергетика демонстрирует экспоненциальный рост. Суммарная мощность фотоэлектрических солнечных станций в конце 2014 года составила 178 Гигаватт и, как ожидается, вскоре эта величина превысит 200 ГВт. В первой половине 2015 года были введены новые фотоэлектрические станции мощностью 22 ГВт и по оценке германской ассоциации солнечной энергетики BSW-Solar в течение года будет введено новых мощностей на 50 ГВт.

Наибольший вклад в этот рост вносят Китай, Япония, США и Индия.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Электричество из напольного покрытия – новый шаг к экономии

Добавление статьи в новую подборку

Простые способы получения электричества при помощи механического воздействия обрели вторую жизнь. Теперь электроэнергия будет вырабатываться при каждом шаге. Главное – установить специальное напольное пьезоэлектрическое покрытие.

Электричество по-прежнему является одним из ресурсов, потребность в которых постоянно растет. По прогнозам Международного энергетического агентства, в ближайшие 25 лет людям понадобится на 80% больше электроэнергии. При этом нужно получать все больше «ресурса №1» из возобновляемых источников. Помимо традиционных установок (солнечные батареи, ветрогенераторы, гидроэлектростанции) производители выпускают небольшие и оригинальные экземпляры для частного пользования. Одним из таких популярных решений является пьезоэлектрическое напольное покрытие.

Читать еще:  Как сделать осенний венок на дверь своими руками?

Как получают пьезоэлектричество

Растущий спрос на новые технологии порождает экологичные и эффективные проекты, например, такие, как пьезопокрытия. С пьезоэлектричеством мы знакомы со школьной скамьи, когда наблюдали за простейшими устройствами, приводимыми в действие механическими усилиями человека. Помните небольшой прибор, ручку которого надо было покрутить, чтобы между полярными металлическими шариками проскочила небольшая искра? Вот это и есть пьезоэлектричество.

Для работы светодиодных ламп, например, нужно не так много энергии, ее вполне могут сгенерировать несколько человек

Создатели напольных покрытий используют тот же принцип – при ходьбе человек создает на одном из участков избыточное давление. Пьезоплита изгибается и генерирует два типа заряда – положительный на сжатой (вогнутой) стороне и отрицательный на выгнутой части поверхности. Когда усилие исчезает, возникает избыток электричества, которое можно использовать.

Использование напольных пьезоэлектрических покрытий

Пьезополы были разработаны для того, чтобы расходовать энергию, получаемую «из воздуха» (а точнее, преобразуя кинетическую энергию в электрическую). И направлять ее туда, где она действительно необходима. При этом, что интересно, количество и скорость выработки электричества будут зависеть от параметров человека – веса, скорости и интенсивности ходьбы. Иными словами, атлет весом 100 кг, который несколько раз пробежит по такому покрытию, сможет выработать максимальное количество энергии.

Сейчас ученые разрабатывают гибкие и прочные материалы, которые будут производить максимум энергии

Устанавливать пьезоэлектрические полы планируют в местах с интенсивным пешеходным движением. Это могут быть популярные экскурсионные «тропы», залы торговых центров, школы, больницы, аэропорты, университеты, танцевальные залы и т.д. В будущем генерирующие электричество покрытия смогут прокладывать на автострадах, паркингах и стоянках, ведь масса автомобиля в любом случае больше массы человека, поэтому и количество вырабатываемой энергии будет больше.

Кто производит пьезопокрытия

Несколько корпораций по всему миру уже объявили о разработке и выпуске первых элементов пьезоэлектрического покрытия. Вот примеры некоторых ведущих производителей:

  • PavegenSystems – разработчик, который продвинулся в создании «умных напольных плит» дальше всех. Одна плитка Pavegen генерирует 4 Вт энергии при каждом шаге. 12 плиток, установленных на лондонской станции метро Вест-Хэм, за день вырабатывают столько электроэнергии, что ее хватает для освещения станции на протяжении ночи. Пьезоплитки этой компании установлены более чем в 30 странах мира;
  • Veranu – этот итальянский производитель выпускает плитку Smart Energy Floor (SEF), которая изготавливается из особого чувствительного пластика. Ее конструкция предназначена для «скрытой» установки и интеграции «в пол». Пластик получается экологически чистым, простым в обслуживании и переработке;
  • Energy Floors – здесь производят одни из самых «чувствительных» плит. Когда на них наступает человек весом 80 кг, плита прогибается на 10 мм, генерируя 15-25 Вт электроэнергии. Правда, некоторые независимые ресурсы не считают эту плитку пьезогенератором в чистом виде.

Со временем умные полы придут на замену традиционному ламинату и линолеуму

Пьезоплитка может стать отличным дополнением к оборудованию экологичного и энергонезависимого дома. Небольшая семья из 3-4 человек вряд ли способствует выработке большого количества энергии, но если, например, позвать на помощь стайку соседских ребятишек, они вполне смогут «набегать» столько электричества, сколько необходимо для освещения гостиной долгим зимним вечером.

Источники:

http://hi-news.ru/technology/novoe-pokrytie-dlya-pola-zaryazhaetsya-energiej-shagov.html
http://altenergiya.ru/novosti/piezoelectric-flooring.html
http://www.ogorod.ru/ru/main/trends/9980/Elektrichestvo-iz-pola-%E2%80%93-novyj-shag-k-ekonomii.htm

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector