Κρύσταλλα πιεζο
Οι "κρύσταλλοι πιεζο" είναι ειδικά μεταλλικά στοιχεία που έχουν ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες. Όταν πιέζο κρύσταλλοι συμπιέζονται ή τεντώνονται, παράγουν ένα ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό ονομάζεται «πιεζοηλεκτρικό αποτέλεσμα». Τα πιεζοκύτταρα έχουν μικρά, θετικά φορτισμένα σωματίδια στο κέντρο τους. Κάθε φορά που ασκείται δύναμη στον κρύσταλλο, αυτό το μικρό σωματίδιο αναγκάζεται να κινηθεί και να δημιουργήσει ένα φορτίο. Αυτό το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή τάσης.
Μία κοινή χρήση των πιζωίων κρυστάλλων είναι ως αισθητήρες, δημιουργώντας ένα σήμα όποτε ασκείται δύναμη. Πρόσφατα, ωστόσο, οι επιστήμονες έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν τρόπους για να χρησιμοποιήσουν αυτή τη δύναμη ως εναλλακτική «πράσινη» ενέργεια.
Ηλεκτρική ενέργεια μικρής κλίμακας
Το ηλεκτρικό φορτίο που δημιουργείται από ένα κρύσταλλο πιεζο είναι αρκετά χαμηλό. Για να αντισταθμιστεί αυτό, συνήθως χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υψηλής επανάληψης. Μια μέθοδος που χρησιμοποιεί piezo ενέργεια για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας αξιοποιεί την προσωπική ανθρώπινη δύναμη.
Οι άνθρωποι μετακινούνται χιλιάδες φορές κάθε μέρα. Οι κρύσταλλοι Piezo μπορούν να ενσωματωθούν σε καθημερινά ρούχα σαν παπούτσια. Κάθε φορά που ένα άτομο κάνει ένα βήμα, ο κρύσταλλος δημιουργεί μια μικρή φόρτιση. Με την πάροδο του χρόνου και με χιλιάδες βήματα, αυτές οι μικρές χρεώσεις αυξάνονται έως ότου το ποσό γίνει σημαντικό. Αυτή η ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πλήρη φόρτιση των προσωπικών ηλεκτρονικών συσκευών, όπως τα κινητά τηλέφωνα και οι συσκευές αναπαραγωγής MP3.
Ηλεκτρική ενέργεια μεγάλης κλίμακας
Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η πιεζοηλεκτρική ενέργεια είναι η σύνδεση πολλών ξεχωριστών κρυστάλλων. Επειδή τα μικρά φορτία από κάθε κρύσταλλο συνδυάζονται, μπορούν να δημιουργήσουν μια μεγάλη πηγή ισχύος.
Σε περιοχές υψηλής κυκλοφορίας, όπως σταθμοί του μετρό και πεζοδρόμια, οι πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι είναι ενσωματωμένοι σε σκάλες και πλακάκια δαπέδου. Αυτές οι μεμονωμένες γεννήτριες είναι όλες συνδεδεμένες. Καθώς πλήθη ανθρώπων περπατά στην περιοχή και παράγει δύναμη, το σύστημα συλλέγει την ενέργεια. Μεμονωμένα, οι μικρές χρεώσεις είναι ασήμαντες, αλλά μαζί, μπορούν να τροφοδοτούν ηλεκτρονικά ή να αποθηκεύονται για μελλοντική χρήση.
Το πλεονέκτημα της πιεζοηλεκτρικής ενέργειας είναι ότι είναι εντελώς καθαρή και ανανεώσιμη. Οι καινοτομίες τα επόμενα χρόνια θα δημιουργήσουν συστήματα που παράγουν ενέργεια σε πολλά διαφορετικά επίπεδα, με τις μεμονωμένες πηγές να συνεργάζονται προς την ενεργειακή ανεξαρτησία.