Фонари, телефоны, техника для приготовления пищи — человек изобрел множество гаджетов для улучшения своей жизни. А значит, может самостоятельно обеспечить их работу. Идея использовать человека в качестве генератора энергии появилась сразу в нескольких исследовательских центрах мира.
Например, японская компания East Japan Railway Company на вокзале в районе Сибуя установила под железнодорожные турникеты пьезоэлементы. Они производят электричество от давления и вибрации, когда на них наступают люди, проходя сквозь турникеты.
А в Китае и Нидерландах функционируют двери-генераторы. Согласно проекту голландской компании Boon Edam, автоматические круговые и распашные двери в торговых центрах заменяют на круговые механические. Посетители должны прокручивать такие двери вручную на входе и выходе. Во время движения двери подзаряжают генератор внизу и запускают процесс производства электроэнергии.
Скачать
Еще один вариант эксплуатации энергии от человеческих движений представил директор британской компании Pavegen Systems Ltd Лоуренс Кемболл-Кук. Он создал тротуарную плитку, которая вырабатывает электроэнергию из шагов пешеходов. Устройство в плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается на пять миллиметров. Такое движение создает энергию, которую механизм преобразует в электричество. Кстати, на любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день.
Во время летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы. А в Рио-де-Жанейро 200 плиток у входа совместно с несколькими солнечными панелями освещают Морро-да-Минейра — первый в мире футбольный стадион на кинетической энергии.
По своей сути идея перспективна для стран с умеренной, без резких перепадов температурой воздуха, небольшой территорией и преобладанием водных ресурсов над земельными. Но для Сибири не подойдет. Во-первых, средняя температура на улице в период отопительного сезона намного ниже температуры замерзания воды — до –25 °С. Поэтому установка аквариумов с водорослями повлечет за собой их промерзание и вымораживание этого органического источника энергии в течение нескольких последующих часов. Во-вторых, выделяемого водорослями газа не хватит для прогрева толстых стен сибирских многоэтажек. В отличие от зарубежных построек, стены наших домов толще на 30–40%.
Профессор из Пенсильвании (США) Брюс Логан при помощи бактерий предложил вырабатывать электричество из сточных вод. При помощи специальных технических приспособлений бактерии помещаются в поток сточных вод, где постепенно окисляют органическое вещество в их составе и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток. Вообще, для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала: не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производства любого промышленного предприятия.
Эту идею можно использовать не только в городе-миллионнике, но и в малонаселенном пункте, где есть производство: завод или комбинат. А в масштабах сибирских городов она имеет перспективное значение хотя бы потому, что не зависит от перепадов температур. А система сточных вод как жилищного, так и производственного сектора, в отличие от ряда городов Европы, закрыта, то есть воды стекают по трубам под землей прямо до очистных сооружений.
А вот американская компания Cycle Atom выпустила велосипедный генератор для питания мобильных устройств с портом USB. Принцип действия устройства довольно прост: пользователь крутит педали, а через пару часов его смартфон, например, полностью заряжен.
Право на реализацию этой идеи на территории сибирских городов, с одной стороны, снова определяет климат. Теплый сезон, когда пешеходы и автомобилисты могут пересесть на велосипеды, составляет 3–4 месяца. Все остальное время в течение года велосипедный генератор будет бесполезен и обесточен. С другой стороны, велосипед в России — способ проведения досуга, а не вид основного транспорта, как у европейцев. Свою роль играют расстояния, ландшафт, отсутствие специальных полос для движения, что делает велосипед в нашей стране пригодным, скорее, для досуга. Например, для прогулки по парку или дачному обществу по короткому маршруту на безопасной территории. И этого времени хватит для зарядки аккумулятора. Но в данном случае стоит задуматься, эквивалентны ли затраты полученному результату?
В Великобритании и Бахрейне электроэнергию вырабатывают автомобили при наезде на «лежачих полицейских». Под такую искусственную неровность на дороге заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу. В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт, пока автомобиль ее проезжает. Поскольку около 80% жителей крупных городов имеют минимум один автомобиль в семье, идея выработки электрической энергии для уличного освещения может быть реальным решением и снижением нагрузки на ТЭЦ. При этом придется изрядно увеличить количество «лежачих полицейских» на улицах городов, что повлечет снижение скоростного режима и увеличение количества пробок.
Скачать
Таким образом, энергетические ноу-хау, работа которых не зависит от климатических условий, имеют перспективы развития в сибирских регионах, но лишь для удовлетворения персональных потребностей в тепле и электричестве. Так что использовать их или нет — личное дело каждого. Рассматривать подобные проекты в качестве альтернативы существующей системе энергоснабжения пока несерьезно, поскольку их мощности не хватит для обеспечения даже многоквартирной высотки.
Точно так же не стоит говорить о полной замене ТЭЦ ветряными генераторами или солнечными батареями. По крайней мере, в ближайшей перспективе. Да, в теплых регионах России, Калининграде или Сочи, действительно установлены ветрогенераторы и солнечные панели, но как вспомогательные для электростанций меры. Они обеспечивают от 5 до 10% выработки энергоресурса. Но в Сибири при низкой температуре, порывистом ветре и пасмурной погоде — типичных условиях зимы — и лопасти генераторов, и панели батарей покроются наледью и перестанут работать. Тогда есть риск повторения Техасского коллапса. Кстати, больше информации на тему возобновляемой энергетики можно прочитать здесь.
