Разработан незаметный генератор энергии из ходьбы

Устройство внешне больше похоже на наколенник. Это уже не прототип, но ещё и не окончательная модель (фото Simon Fraser University).

Группа учёных, возглавляемая Максом Донеланом (Max Donelan) из лаборатории университета Саймона Фрейзера, изучающей способность человека к передвижению (Locomotion Lab), создала небольшое наколенное устройство, которое способно эффективно переводить малую толику сил, затрачиваемых на ходьбу, в электричество для портативной электроники.

Известно, что весит одно такое устройство чуть меньше полутора килограммов. Пара же таких «наколенников» (на правой и левой ноге) вырабатывает порядка пяти ватт мощности. Этого вполне достаточно, чтобы подзаряжать десять сотовых телефонов одновременно.

Интересно, что генератор включается не постоянно. Принцип его действия схож c процессом, происходящим при замедлении в гибридных авто: во время торможения ДВС выключается, а электромотор превращается в генератор и возвращает кинетическую энергию машины в аккумулятор.

Тесты проводили на шести мужчинах, которые шагали по обычной бегущей дорожке в течение часа (со скорость от 2,5 до 3,5 километров в час) (фото Simon Fraser University).

Когда человек делает шаг, то сначала он заносит ногу, потом разгибает колено. Затем подколенное сухожилие (находится на задней части бедра) и связанные с ним мышцы активируются, чтобы притормозить ногу перед приземлением. Именно в этот момент генератор вступает в ход, собирая «отрицательную» энергию торможения ноги.

В пресс-релизе университета приведён и другой пример (чтобы было легче понять, откуда берётся энергия). Попробуйте поднять руку над головой, а затем максимально расслабиться и отпустить её, чтобы она свободно упала вниз. Несмотря ни на что ваша рука не упадёт сама собой, как у тряпичной куклы, а определённые группы мышц всё же будут контролировать её движение (например, чтобы рука не ударилась об стол).

Учёные уверяют, за счёт этого принципа новое устройство никоим образом не усложняет процесс ходьбы. И в этом плане его можно считать незаметным. Кроме того, человек может идти с абсолютно любой скоростью. Смотрите видео на YouTube.

Вдобавок ко всему учёные хотят разработать систему, которая бы определяла, как и с какой скоростью шагает человек по той или иной поверхности, подстраиваясь, чтобы извлечь максимум пользы при минимальном затрачиваемом усилии (фото и иллюстрация Bionic Power).

Профессор кинезиологии Донелан предлагает множество применений новинки для тех людей, жизнь которых в большой степени зависит от портативных источников энергии. Например, для подзарядки батарей данное устройство (у которого пока нет официального названия) может быть использовано военными (или путешественниками) в дальних пеших походах и людьми с протезами конечностей.

Пока по мощности прибор Донелана уступает лишь рюкзаку, созданному Лоуренсом Ромом (Lawrence Rome) из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University).

В 2005 году при загрузке этого рюкзака-генератора до 38 килограммов за счёт его скольжения при ходьбе вверх и вниз вырабатывалось порядка семи ватт мощности. Однако, несмотря на то что сейчас улучшенная версия способна выдавать до 20 ватт мощности, рюкзак по-прежнему надо чем-то загружать. А если у вас с собой нет вещей, и вы идёте налегке? С «коленными» генераторами в этом смысле всё гораздо проще.

Другие похожие устройства вырабатывают один ватт, если человек затратит около восьми «собственных» ватт. В то время как «наколеннику» требуется всего один ватт для выработки практически той же мощности. К тому же ходить человек может до 8 часов в день, тогда как никто не станет восемь часов в день крутить ручку динамо-машины.

Насколько тут учтено увеличение затрат энергии при ходьбе не от сопротивления электрогенератора, а просто от лишнего груза (самих «наколенников») – не вполне ясно. Своё изобретение, кстати, учёные описали в статье в журнале Science.

Для развития и коммерциализации проекта Донелан и его соратник Яд Гарша (Yad Garcha) создали фирму Bionic Power.

В дальнейшем исследователи намерены улучшить дизайн и уменьшить размеры устройства, а также перенести основную массу генератора выше по бедру, чтобы в движении он казался ещё легче.

Читайте также о том, как для выработки энергии использовали ботинки, и ещё об одном проекте рюкзака-генератора.

Узнайте и о том, как человек может собирать на ходу солнечную энергию (1, 2 и 3).



Придумана выработка электричества из капель дождя

23 января 2008

Автор водяного пистолета даст миру прорву дешёвой энергии

10 января 2008

Электрический угорь питает огни рождественской ёлки

13 декабря 2007

Придуман рюкзак с незаметным генератором

18 сентября 2007

Sony разрабатывает элементы питания на глюкозе

5 сентября 2007