Пьезокристаллы
«Пьезокристаллы» - это особые минералы, обладающие электромагнитными свойствами. Когда пьезокристаллы сжимаются или растягиваются, они создают электрическое поле. Это называется «пьезоэлектрический эффект». Пьезоэлементы имеют в центре небольшие положительно заряженные частицы. Всякий раз, когда на кристалл действует сила, эта маленькая частица вынуждена двигаться и создавать заряд. Это электрическое поле можно использовать для создания напряжения.
Пьезокристаллы часто используются в качестве датчиков, создающих сигнал при приложении силы. Однако недавно ученые начали разрабатывать способы использования этой энергии в качестве альтернативной «зеленой» энергии.
Маломасштабное электричество
Электрический заряд, создаваемый пьезокристаллом, довольно низкий. Чтобы компенсировать это, они обычно используются в приложениях с большим числом повторений. Один метод, который использует пьезоэнергетику для создания электричества, использует личную человеческую силу.
Люди перемещаются тысячи раз каждый день. Пьезокристаллы можно встроить в повседневную одежду, например, в обувь. Каждый раз, когда человек делает шаг, кристалл генерирует небольшой заряд. Со временем и с тысячами шагов эти небольшие расходы накапливаются, пока сумма не станет значительной. Эту энергию можно использовать для полной зарядки личной электроники, такой как мобильные телефоны и MP3-плееры.
Крупномасштабное электричество
Другой способ использования пьезоэлектрической энергии - это соединение множества отдельных кристаллов. Поскольку небольшие заряды от каждого кристалла объединяются, они могут создать один большой источник энергии.
В местах с интенсивным движением, таких как станции метро и тротуары, пьезоэлектрические кристаллы встраиваются в лестницы и напольную плитку. Все эти индивидуальные генераторы связаны. Когда толпы людей проходят по территории и генерируют силу, система собирает энергию. По отдельности небольшие заряды незначительны, но вместе они могут питать электронику или храниться для будущего использования.
Преимущество пьезоэлектрической энергии в том, что она полностью чистая и возобновляемая. Инновации в ближайшие годы позволят создать системы, генерирующие электроэнергию на разных уровнях, при этом отдельные источники будут работать вместе для обеспечения энергетической независимости.