iPon Cikkek

Hogyan legyünk minierőművek?

Dátum | 2013. 03. 17.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Bár a Mátrix című filmben vázolt világ egyáltalán nem tűnik vonzónak, tény és való, hogy az emberi test jelentős mennyiségben termel olyan energiát, amelyet végül nem használ fel. A kutatókat régóta foglalkoztatja, hogyan lehetne ezeket a forrásokat hasznos célokra fordítani, így például elektromos energiává alakítva különféle készülékeink működtetésére használni. Az ezzel a céllal fejlesztett technológiák jelentős része a piezoelektromosság jelenségére épül. Pierre és Jacques Curie 1880-ban fedezte fel egy kísérlet során, hogy bizonyos fajta kristályok összenyomásával elektromos feszültség gerjeszthető. A kvarc, a cink-oxid vagy a titán-dioxid töltéseloszlása ugyanis a kristályszerkezet deformálódásának hatására módosul. A jelenséget kihasználva öngyújtók és gázgyújtók, kisméretű generátorok, vagy éppen gyújtószerkezetek hozhatók létre lövedékek számára. Henry Sodano, a Floridai Egyetem anyagmérnöke tíz éve kutatja, hogyan lehetne a piezoelektromosság segítségével kiaknázni az emberi test mozgása során termelődő energiákat. Létrehozott többek közt egy olyan hátizsákot is, amelynek vállpántjai egy piezoelektromos tulajdonságokkal rendelkező anyagból készültek, így a táska fel-le himbálózása során újra és újra megnyúlnak, elektromosságot generálva közben. Az elképzelés szerint a hosszabb túrák során a kirándulók ezzel az energiával működtethetik vagy tölthetik fel kisebb készülékeiket.

A hasonló megoldásokra óriási igény mutatkozik a fegyveres testületek részéről. A terepen tartózkodó katonák számára nagy gondot jelent, hogy a felszerelésükhöz tartozó egyre több elektromos kütyüket működőképes állapotban tartsák. Sodano elmondása szerint ez egy komolyabb küldetésen fejenként közel 13 kilogrammnyi akkumulátor vagy elem cipelését jelenti, és persze ezen kívül még a többi felszerelést is hordozni kell. Egy testmozgást elektromos energiává alakító rendszerrel viszont a súly jelentős része megspórolható lenne. A speciális hátizsák egyelőre a fejlesztés fázisában van, így jelenleg még nem kapható kereskedelmi forgalomban, de biztosan lesz rá igény, ha elkészül. Max Donelan, a kanadai Simon Fraser Egyetem orvosbiológiai mérnöke egy kicsit más oldalról közelíti meg a problémát. A szakértő, aki egyben a Bionic Power nevű cég kutatási igazgatójának tisztjét is ellátja, egy olyan térdízületre csatolható brace fejlesztésébe kezdett 2007-ben, amely egy aprócska generátor segítségével képes a láb mozgásából elektromos energiát termelni. Donelan elmondása szerint a rendszerrel egy perc sétálással megtermelhető annyi energia, amennyi egy harminc perces telefonbeszélgetés lefolytatását fedezni képes. A Bionic Power már mind a kanadai, mind az amerikai fegyveres erőkkel szerződést kötött a termék ügyében, de a technológia még legalább két évnyire van attól, hogy élesben is bevethető legyen. „Ha energiát akarunk kinyerni a testből, célszerű annak saját erőműveihez fordulni” – mondja Donelan, a térdízület mozgatásában részt vevő erőteljes izmokra utalva. A szakértő szerint találmánya leginkább a hibrid autók regeneratív fékrendszeréhez hasonlít. A hagyományos gépkocsikban a fékezés során a mozgási energia hőenergiává alakul át, és egyszerűen elvész, a hibrid autók fékrendszere viszont egy generátort hajt meg, így az energia egy része visszakerül a villanymotor akkumulátorába. A szénszálas térdrögzítő a generátorral és a hozzá tartozó akkumulátorral együtt nagyjából ezer dollár körüli áron lesz kapható. Ez a polgári felhasználóknak talán túlságosan borsos összegnek tűnhet, de a katonaságnak valószínűleg nagyon is meg fogja érni, főleg ha hozzávesszük, hogy ahhoz, hogy ma egy 30 centes ceruzaelem eljusson az Egyesült Államokból Afganisztánba, összesen csaknem 30 dollárnyi összeget kell ráfordítani az akcióra.
Ez a fajta energiatermelés számos előnnyel rendelkezik a megújuló energiák más formáival szemben. Katasztrófahelyzetek idején vagy megbízható áramhálózattal nem rendelkező fejlődő országok területén különösen hasznos lehet, akár kommunikációs eszközök feltöltésére, akár vakcinák hűtésére kell az energia. És hogy ilyen módon bárki beszállhat az áramtermelésbe, azt az Uncharted Play nevű játékgyártó cég demonstrálta speciális focilabdájával, amely a nap folyamán egy belé rejtett giroszkóp révén gyűjti magába a mozgásból fakadó energiát, estére pedig a LED-es égőt lehet rádugni, így lámpaként lesz használható, vagy pedig egy másik csatlakozóval kisebb készülékeinket tölthetjük fel vele. Ez a projekt jelenleg már a kipróbálás fázisában jár, Brazília, Mexikó és az Afrika elmaradottabb területein tesztelik a prototípusokat, és közben folyamatosan befektetőket keresnek, illetve a Kickstarteren is zajlik egy kampányuk. Bár a hasonló technológiák nagy méretekben kevéssé hatékonyak, lekicsinyítve annál jobban működnek. A piezoelektromos rendszerek nanoméretekben is üzemelnek, így általuk minden korábbinál hatékonyabb és praktikusabb orvosi implantátumok gyárthatók, mondja Amir Manbachi, a Torontói Egyetem biomérnöke. A szívritmus-szabályozót vagy a cochleaimplantátumot nem kell külső áramforrással ellátni, vagy időről időre „elemcsere” miatt megműteni a beteget, ha a páciens szervezete által megtermelt mozgási energia is fedezni képes ezek működtetését. Egyszerűen nem áll rendelkezésünkre olyan elem, amely húsz évig működőképes tudna maradni, mondja Manbachi. Valahogy máshogy kell tehát megoldani ezen készülékek energiaellátását, hogy ne kelljen pár évente invazív műtéteknek kitenni a pácienseket. Ami működik a harcmezőn vagy az egészségügyben, az persze nem feltétlenül tűnik hasonlóan praktikusnak a mindennapi életben. Ahogy Donelan is elmondta, ezek a megoldások az orvosláson kívül kizárólag az olyan területeken lesznek versenyképesek, ahol nem megoldott az áramellátás. Valószínűtlennek tűnik tehát, hogy a fejlett országok lakói a speciális térdrögzítőben indulnak majd nagyvárosi kocogásaikra, csak azért, hogy később erről töltsék fel telefonjukat. Megszállott, ugyanakkor a civilizációtól elszakadni nem kívánó túrázók esetében azonban látunk némi fantáziát a dologban.

Arra is akadnak kísérletek, hogy az emberek által termelt mozgási energia némileg nagyobb léptékben kerüljön átalakításra. Egy londoni cég, a Pavegen például olyan járólapokat gyárt, amelyek a járókelők lépteiből képesek áramot termelni. Laurence Kemball-Cook vezérigazgató 2009-ben alapította a céget, és bár arról nem kívánt részletesen beszélni, hogyan is működik az általuk kiötlött technológia, annyit elárult, hogy rendszerük piezoelektromos és más energiakinyerő módszerek keverékéből épül fel. A 2012-es olimpia alatt a Pavegen a londoni metróban helyezte el járólapjait, és összesen egymillió lépés energiáit csapolták meg, ami durván 1,2 kilowattórányi elektromos energia előteremtését jelentette. Ez egy hagyományos, 100 wattos izzó félnapi működtetésére elegendő. A találmány némiképp meggyőzőbb teljesítményt tudott felmutatni egy zenei fesztiválon. A 2011-es eseményen 250 ezer lépést sikerült „begyűjteni”, és a befolyt energiából ezer fesztiválozó telefonjának feltöltéséről gondoskodtak a cég honlapján található információk szerint, bár arról nem szól a fáma, hogy pontosan mennyi energia termelődött ilyen módon. Következő lépésként egy szingapúri szabadtéri koncert táncoló közönségének lépéseit használnák fel hasonló módon, részben (Kemball-Cook elmondása szerint túlnyomó részben) a kinyert energiából fedezve az esemény levezényléséhez szükséges áramot. A léptek energiáját persze nem csak talajba épített rendszerek segítségével lehet kiaknázni. Tom Krupenkin, a Wisconsini Egyetem mérnöke egy hasonlóan működő, de cipőbe installálható technológián dolgozik: a feltaláló elmondása szerint egy ilyen lábbelit használva két óra sétával feltölthető lesz egy átlagos okostelefon. A kutató úgy nyilatkozott, hogy már jelenleg is tárgyalnak egy nagy cipőgyártó céggel, így a kész termék egy-két éven belül piacra kerülhet. A test által termelt energia kiaknázása persze hatékonyságában sosem kelhet versenyre a szél- vagy naperőművekkel, de nem is ez a cél. Donelan szerint egy nagyon fontos szerepe mindenképpen lehet a hasonló technológiáknak: ráébreszthetnek minket arra, hogy mennyivel több áramot használunk a mindennapokban annál, mint amennyit saját testünk révén elő tudnánk teremteni, és így talán elkezdünk tudatosabban figyelni arra, hogy mennyi elektromos energiát is fogyasztunk.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

17. bszoke88
2013.03.17. 09:01
"ráébreszthetnek minket arra, hogy mennyivel több áramot használunk a mindennapokban annál, mint amennyit saját testünk révén elő tudnánk teremteni, és így talán elkezdünk tudatosabban figyelni arra, hogy mennyi elektromos energiát is fogyasztunk"

sztem erre csak akkor fogunk figyelni, ha majd drasztikusan többe fog kerülni az áram.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. Whysper
2013.03.17. 09:29
Nagynénémnél Svédországban annyi csapadék esett,hogy a vízerőművek annyi áramot termeltek ,hogy 50 fillérnek megfelelő ára volt az áramnak!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. jocek
2013.03.17. 10:09
Whysper: Na itt Fanyarországon sosem lesz ilyen.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. tompika74
2013.03.17. 10:25
Hova tűnt a klasszikus biciklitekerős dinamós módszer?
Ezek a módszerek, amiket itt leírtak, mind a mellékesen termelődő energiát használja, egy se direkt energiatermelés.
(Lehet, hogy tévedek, mert nem olvastam végig )
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. lorddiablo
2013.03.17. 12:21
@tompika74:

Igazad van, de pont az a lényeg, hogy az amúgy is létrejövő mozgásból nyerjünk ki elektromos energiát. Ez nyilván kicsit több terhelés a szervezetnek, de kritikus helyen alkalmazva - ahol az áramellátás nem biztosított - jól jön bármi, mert több energiát termel a semminél. Illetve akkumulátorok garmadájának a cipelése, valamint szállítása nem feltétlen olcsó terepen.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. tk36
2013.03.17. 13:09
Ez a cikkben említett labda (jóval) nehezebb mint a normál labdák?
Véleményem szerint azért a fejlett országokban is lenne némi igény ezekre. Persze akkor, ha elfogadható/megfizethető árakon árulnák őket.

Ha jól tudom, már van olyan kerékpár agy, amivel fel lehet tölteni pl. a lemerült mobilunkat menet közben. Persze nem olcsó, de még megfizethető áru.
A nevét sajna nem tudom.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. vivanto
2013.03.17. 13:54
Nem vész el semmilyen fölöslegesen termelt energia, ha a térdünkre csatolunk egy ilyen cuccost akkor annyival nagyob erőt is kell kifejtenünk, mint amennyi elektromos energiát termel (illetve többet, mert ugye veszteséges).

Na nem mintha annyira megterhelő lenne egy piezo-generátor hajtása, de azért ne tegyünk úgy, mintha Newton nem is létezett volna.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. SubsystemK...
2013.03.18. 06:53
Szerintem pont azert piezoelektromos generatort hasznalnak, mert a generatorral szemben nem eszlelheto a terheles. Azzal egyet kell ertenem, hogy az energia nem vesz el, de ha a hegyrol lefele jovo ember izomfeszites helyett ilyen segitseggel (fekezessel) ereszkedik, akkor hasznos energia atcsoportositas tortenik. Szerintem 5-10 ev mulva hasznos kütyük lesznek ezekböl.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. dkekesi
2013.03.18. 08:05
Nem teljesen ide kapcsolódik, de én mindig azon gondolkoztam, hogy egy konditeremben a gépeket áram termelésére lehetne befogni. Amikor a delikvens bemegy a terembe, kap egy mágneskártyát, amit minden gépen "lehúzhat", és onnantól a gép neki számolja, hogy mennyi áramot termelt. Ezt az áramot vissza lehet táplálni az elektromos hálózatba, csökkentendő a konditerem rezsiköltségeit, amin az edzést végző és a konditerem akár meg is osztozhatna. Nem biztos, hogy a visszatáplált energia árából megtérül a rendszer (különösen a csökkentett rezsi díjak miatt), de lehet, hogy több "zöld"-et lehetne becsábítani az edzőterembe. Nem utolsó sorban az edzést végző is azonnal számszerűsített eredményt kapna a teljesítményéről.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Csacsa75
2013.03.18. 08:41
"ma egy 30 centes ceruzaelem eljusson az Egyesült Államokból Afganisztánba, összesen csaknem 30 dollárnyi összeget kell ráfordítani az akcióra"

Nem igazán a témához tartozik, de az amcsik mi a francot keresnek ott?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Dhomochevs...
2013.03.18. 17:13
"a rendszerrel egy perc sétálással megtermelhető annyi energia, amennyi egy harminc perces telefonbeszélgetés lefolytatását fedezni képes"

Ez nekem túl jó hatásfoknak hangzik. Igaz 1000 dollárért nem sokan vennék meg, de egy butított változat marha jó lenne túrázáshoz. Sokat eszik a GPS...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. mikej95
2013.03.18. 18:10
A legeffektívebb ilyen cucc a taposóakna. Rálépsz és óriási mennyiségű energia szabadul fel pillanatok alatt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Zabalint
2013.03.19. 13:18
dkekesi:
Öcsémnek tizenéves korában éppen ez volt az elképzelése, hogy majd egyszer nyit egy ilyen konditermet, de azóta sem lett belőle semmi.

Persze azért akadnak problémák a koncepcióval, mert pl. a villamos hálózatba nem lenne egyszerű "visszatölteni", hiszen egy dinamó nem pont 50 Hz-es váltóáramot termel. Inkább fűtésre, aksik töltésére, esetleg világításra lehetne felhasználni, szóval igen, a rezsin segítene.

Egyébként ezzel is, a cikkben szereplő módszerekkel meg minden hasonló energia felhasználással a fő gond, hogy az energia tárolásra nincsenek még jó megoldások, hiába jó ötletek, ha egyszer egy átlagos aksit 2-5 évente le kell cserélni, és a hatásfokuk sem jó.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. crowly
2013.03.19. 18:29
Hiába tudom, hogy sok áramot fogyasztok. Túl sok módom nincs, hogy ezt csökkentsem. Ha ezt a kommentet nem írtam volna meg az persze egy spórolás lenne. De lényeges előrelépés nincs. Ha sokat fogyaszt a telefon akkor ez van. A hűtőt se fogom kihúzni, a kaját se fogom hidegen enni, a wc-re se fogok tök sötétben kimenni, hogy spóroljak. Ezek a gépek amikről szó van a cikkben egyáltalán eredményeznek megtakarítást? Mert azt is energia és munka, hogy legyártsuk őket. Mennyi idő alatt térül meg a sok ráfordított fejlesztés és gyári munkaidő? A katonák pedig ezek után is kell, hogy akkumulátorokat hordjanak magunknál, hiszen ez nem más mint egy mód hogy azokat feltöltsék. Talán némileg kevesebbet mert menet közben is tölthetik majd, nem kell egész napra valót vinni. Viszont helyette lehet ezeket cipelni és hajtani a járásukkal. Ahogy a dinamó is nehezíti a bicikli hajtását, úgy ez is gyanús, hogy egy kicsivel nehezíti a járást.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. szemerelas...
2013.03.19. 23:21
Félelmetesek ezek a pontos:

elmondása szerint a rendszerrel egy perc sétálással megtermelhető annyi energia, amennyi egy harminc perces telefonbeszélgetés lefolytatását fedezni képes

két óra sétával feltölthető lesz egy átlagos okostelefon

"mértékegységek". Elektromos energia termeléséről beszélünk. Ennek elég régóta van, egy - úgy látszik nem - elég jól ismert mértékegysége. Tessék azt használni...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. gaborca
2013.03.25. 15:58
Ennek megint annyi értelme van mind a járdának ami áramot termel. A napelemről is kevesen tudják, hogy (jelenleg) több energiába kerül az előállításuk mint amit meg fog termelni egész élete alatt. Persze meg van a létjogosultsága ott, ahova nem lehet eljuttatni a vezetékes áramot. Az a szép ezekben az okosságokban, hogy úgy adják elő, mintha plusz munka nélkül tudnának energiát kicsatolni egy rendszerből... Bizonyára nem hallottak az energiamegmaradás törvényéről Viszont, ha akadályoz a cucc a mozgásban akkor többet kell majd ennem/innom és az étel/ital előállításához is energiát használunk... gyanítom az ember ráadásul nem túl jó hatásfokkal alakítja az ételben levő energiát mozgási energiává. A BBC-n láttam egy jó kis kísérletet ami arról szólt, hogy egy lakást láttak el "emberi erőművel" nézzétek meg tanulságos: http://youtu.be/C93cL_zDVIM
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. peti198706... gabor...
2014.09.07. 16:16
akkor őt biztosan nem ismerted: http://en.wikipedia.org/wiki/Buckminster_Fuller_Challenge a Helix Windturbine termelő egységével sem, másik bácsi a nyomtatott napelemmel s a lóhere kloroplaszticidjeivel őt sem: http://en.wikipedia.org/wiki/Thin_film_solar_cell
http://mitei.mit.edu/news/solar-cells-printed-paper
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!