Piezo-Kristalle
"Piezokristalle" sind spezielle Mineralien, die elektromagnetische Eigenschaften haben. Wenn Piezokristalle komprimiert oder gestreckt werden, erzeugen sie ein elektrisches Feld. Dies wird als "piezoelektrischer Effekt" bezeichnet. Piezozellen haben in ihrem Zentrum kleine, positiv geladene Teilchen. Wenn Kraft auf den Kristall ausgeübt wird, wird dieses kleine Teilchen gezwungen, sich zu bewegen und eine Ladung zu erzeugen. Dieses elektrische Feld kann genutzt werden, um Spannung zu erzeugen.
Piezokristalle werden häufig als Sensoren verwendet, die bei jeder Krafteinwirkung ein Signal erzeugen. In letzter Zeit haben Wissenschaftler jedoch damit begonnen, Wege zu entwickeln, um diese Energie als alternative "grüne" Energie zu nutzen.
Kleinstrom
Die von einem Piezokristall erzeugte elektrische Ladung ist relativ gering. Um dies zu kompensieren, werden sie normalerweise in Anwendungen mit hoher Wiederholung verwendet. Eine Methode, die Piezoenergie zur Stromerzeugung verwendet, macht sich die persönliche menschliche Kraft zu Nutze.
Menschen bewegen sich täglich tausende Male. Piezokristalle können in Alltagskleidung wie Schuhe eingebettet werden. Jedes Mal, wenn eine Person einen Schritt macht, erzeugt der Kristall eine kleine Ladung. Im Laufe der Zeit und mit Tausenden von Schritten bauen sich diese kleinen Gebühren auf, bis der Betrag erheblich wird. Diese Energie kann verwendet werden, um persönliche Elektronik wie Mobiltelefone und MP3-Player voll aufzuladen.
Großstrom
Eine andere Möglichkeit, piezoelektrische Energie zu nutzen, besteht darin, viele separate Kristalle zu verbinden. Da sich die kleinen Ladungen jedes Kristalls kombinieren, können sie eine große Energiequelle erzeugen.
In stark frequentierten Bereichen wie U-Bahn-Stationen und Gehwegen werden piezoelektrische Kristalle in Treppen und Bodenfliesen eingelassen. Diese einzelnen Generatoren sind alle miteinander verbunden. Wenn Menschenmengen durch das Gebiet laufen und Kraft erzeugen, sammelt das System die Energie. Einzeln sind die kleinen Ladungen unbedeutend, aber zusammen können sie Elektronik versorgen oder für den zukünftigen Gebrauch gespeichert werden.
Der Vorteil der piezoelektrischen Energie besteht darin, dass sie vollständig sauber und erneuerbar ist. Innovationen in den kommenden Jahren werden Systeme schaffen, die auf vielen verschiedenen Ebenen Strom erzeugen, wobei die einzelnen Quellen gemeinsam an der Energieunabhängigkeit arbeiten.
