بخشی از مقاله
چکیده
زندگی در دنیای مدرن، امروز بدون انرژی و برق تقریباً اگر غیر ممکن نباشد بسیار دشوار خواهد بود. نیاز به انرژی از یک سو و نگرانیهای زیست محیطی از سوی دیگر دانشمندان را بر آن داشته تا علاوه بر کاهش مصرف انرژی در ساختمانها، از شیوههای متعدد و نوین مانند انرژی خورشیدی، گرمای بدن، راه رفتن و حتی بزاق دهان و حرکت وسایل نقلیه، برق تولید کنند. در بدن انسان مقادیر قابل توجهی انرژی تولید میشود در حقیقت انرژی که در بدن یک فرد بزرگسال ذخیره شده است، چیزی معادل باتری به وزن یک تن است. لذا حرکات جنب و جوشی بدن انرژی جنبشی تولید میکنند که میتوان آن را به الکتریسیته تبدیل کرد.
علاوه بر بدن انسان، اجسام متحرک دارای نیرویی هستند که میتوان این نیروی بدون استفاده را مبدل به یک انرژی قابل مصرف و ضروری نمود. بنابراین با استفاده از این روشهای جدید تجدیدپذیر می توان به انرژی الکتریکی پاک دست یافت و مشکلات روز افزون ناشی از استفاده سوختهای فسیلی، از قبیل گرم شدن کره زمین، کمبود منابع سوخت و آلودگیهای زیستی برای تولید انرژی الکتریکی را کاهش داد. و راه را برای رسیدن به معماری پایدار همواره کرد.
مقدمه:
تامین انرژی یکی از اساسیترین پیش نیازهای توسعه اقتصادی و بهبود کیفی زندگی بشر است. افزایش روز افزون جمعیت و روند توسعه اقتصادی موجب گردیده است که مصرف انرژی به خصوص انرژی الکتریکی به شدت افزایش یابد. این روند صعودی در جهان با وقوع انقلاب صنعتی در اواسط قرن هجدهم میلادی آغاز شد و همچنان ادامه دارد، این موضوع سبب شده است که تولید کنندگان فعلی انرژی الکتریکی، تولید خود را در جهت تامین این نیازها افزایش دهند.
از سوی دیگر میدانیم سهم عظیمی از انرژی الکتریکی تولیدی در جهان از سوختهای تجدیدناپذیر فسیلی تولید میشود، که به علت رو به اتمام بودن این منابع، تامین انرژی الکتریکی به خصوص در کشورهای در حال توسعه روز به روز مشکلتر میشود. راه حل این مشکل بزرگ و جدی استفاده و به کارگیری منابع متعدد و جدید برای تولید منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد، که این منابع تمام نمیشوند. و معمولاً آلودگی به وجود نمیآورند و تنوع بسیاری دارند. مهمترین این منابع، انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی امواج دریا، انرژی زمین گرمایی، انرژی سوختهای گیاهی یابیو مس است.
اگرچه منابع تجدیدپذیر نامبرده شده متنوع میباشند اما برای این منابع نیز میتوان مشکلات و معایبی از قبیل خطر از بین رفتن زیستگاه های ساحلی، اثرات بصری توربینها و ایجاد صدا، اختلال در سیستمهای مخابراتی و ... را دارا میباشند. لذا نمیتوان تنها به این منابع بسنده کرد و باید برای پیشبرد انواع انرژی تجدیدپذیر جدید تلاش نمود - ابراهیمی، صدیقی زاده، 2014، ص . - 2 یکی از روشهای نوین و جالب برای تولید نیروی الکتریکی استفاده از انرژی حاصل از وزن خودروها و عابرین پیاده در حال حرکت میباشد.
سوال تحقیق
جایگاه انسان در تولید انرژی برای رسیدن به معماری پایدار چیست؟ آیا پیاده روها و سرعتگیرهای انرژی زا در آینده می تواند به عنوان یک راه حل مناسب در تامین برق مورد استقاده قرار گیرد؟
فرضیه
در بدن انسان مقادیر قابل توجهی انرژی تولید میشود که چیزی معادل باتری به وزن یک تن است که به نظر میرسد میتوان این میزان انرژی را برای راه اندازی طیف گستردهای از سامانههای الکتریکی اطرافمان به کار گیریم. به نظر میرسد می توان با استفاده از انرژی حرکتی انسان و وسایل نقلیه، انرژی الکتریکی مورد مصرف روزانه انسان را تامین کرد.
نقش انسان در تولید انرژی
زندگی در دنیای مدرن امروز بدن انرژی و برق تقریباً اگر غیر ممکن نباشد بسیار دشوار خواهد بود نیاز به انرژی از یک سو و نگرانی های زیست محیطی از سوی دیگر دانشمندان را بر آن داشته تا علاوه بر کاهش مصرف انرژی، از شیوههای متعدد و نوینی استفاده کنند. در بدن انسان مقادیر قابل توجهی انرژی تولید میشود. در حقیقت انرژی که در بدن یک فرد بزرگسال ذخیره شده است، چیزی معادل باتری به وزن یک تن است.
این میزان انرژی منبع قابل اطمینانی برای فعالیتهای روزمره ما به حساب میآید. اما چه اتفاقی میافتد اگر این میزان انرژی برای راهاندازی طیف گستردهای از سامانههای الکترنیکی اطراف ما به کار گرفته شوند. تولید برق با راه رفتن یکی از روشهای جدید می باشد البته در گذشته دستگاه هایی نظیر سامانههای رادیویی، رایانهها و چراغ قوهها که انرژی جنبشی را به الکتریسیته تبدیل میکردند، نیاز به حضور چشمگیر و کامل حرکات بدن انسانی داشتند اما این دانش در حال توسعه است و دیگر تقریباً نیازی به حرکات شدید بدنی برای تولید انرژی نیست.
موازئیکهای پاوگن که توسط شرکتی در لندن طراحی شده در مناطق دارای ترافیک بالای رفت و آمد عابران پیاده مورد استفاده قرار گرفته و انرژی جنبشی گام های افراد را به الکتریسیته تجدیدپذیر قابل ذخیره در باتری های پلیمری لیتیوم تبدیل می کند. نیروی ایجاد شده می تواند برای راه اندازی تجهیزاتی با ولتاژ کم مثل چراغ های خیابان و ماشین های خودکار به کار آید. این گن های پیاده روی از تکنولوژی جعبه سیاه هیبرید برای تبدیل انرژی پا به برق استفاده می کنند که به آسانی در باتری ذخیره می شوند.
دوندگان دوی ماراتن، میتوانند انرژی 4/7 کیلو وات بر ساعت را تولید کنند که برای روشن ماندن چراغ 5 LED واتی به مدت 940 ساعت یا 40 روز کافی است نصب این آجرها در زمین، یکی از سخت ترین چیزهاست، زیرا بایستی در برابر مقاومت هوا ماندگاری زیاد داشته باشند و بایستی از مقاومت فرسودگی بالایی برخوردار باشند این آجرها از مواد بازیافتی ساخته شده اند و هر یک عمر تخمینی 5 سال یا 20 میلیون گام را دارد. زمانی که شما روی سنگفرش - آجر - گام بر می دارید، درخشش جزئی ایجاد می کند تا از شما تشکر کند این درخشش با استفاده از 5 درصد انرژی تولید شده است. یک مرکز خرید در لندن از این سیستم بهره برده است این مرکز سالانه 30 میلیون خریدار دارد پس مقدار زیادی گام - قدم - برای تولید برق وجود دارد.
هم اکنون بر روی پیاده روهای مرکز شهر تولوز در فرانسه صفحاتی نصب شده اند که می توانند 30 وات برق تولید کنند. این میزان انرژی برای تامین برق روشنایی خیابان های اطراف پیاده روها کافی خواهد بود در حال حاضر شهر تولوز تنها شهر دنیا است که از این سیستم استفاده می کند، اما این پیاده روهای انرژی زا در آینده می توانند به عنوان یک راه حل مناسب در تامین برق سرویس های شهری مورد استفاده قرار گیرند.
صفحات کف پوش این پیاده روها محتوای میکرو حسگرهای - Mems - هستند که انرژی ایجاد شده از پیاده روی شهروندان را جمع آورده کرده و در یک باتری بزرگ ذخیره می کند. با کمک این سیستم می توان انرژی را در طول روز جمع آوری و از آن در مدت شب و برای روشنایی استفاده کرد. امروزه با افزایش کاربرد وسایل الکترونیکی همراه، تامین انرژی مورد نیاز این دستگاه ها به یک چالش مهم برای دانشمندان تبدیل شده است.
از این پژوهشگران در تلاش هستند با استفاده از فعالیت های روزمره منبع جدیدی برای شارژ این دستگاه ها فراهم کنند. حتی برخی از محققان پارا فراتر گذاشته و ژنراتور الکترومغناطیسی را طراحی کرده اند که به راحتی می توان آن را در کنار زانو نصب کرد که می تواند از یک دقیقه پیاده روی، الکتریسیته لازم برای نیم ساعت گفتگو با تلفن همراه را تامین کند. یک باشگاه ورزشی در بریتانیا از انرژی که ورزشکاران برای سوزاندن چربی های خود در باشگاه صرف می کنند برای تأمین انرژی برق خود استفاده می کند.
این باشگاه ورزشی مجهز به تجهیزات تولید انرژی برای دستگاه ها و ساختمان خود است. این دستگاه ها می توانند از انرژی ورزشکاران برای تأمین انرژی باشگاه و خود دستگاه ها استفاده کند. وقتی که کاربر با این دستگاه ورزش می کند انرژی افزایش یافته و پس از آن که انرژی به حدکافی رسید صفحه نمایشگر دستگاه روشن می شود و انرژی مازاد آن برای تأمین انرژی ساختمان به کار می رود. هر کدام از این دستگاه ها برای تأمین برق یک لامپ 100 وات کفایت می کنند اما استفاده از فناوری ویژه و موادی با اصطکاک اندک مصرف انرژی تردمیلها را تا 30 درصد کاهش یافته است. کاربران همچنین می توانند این دستگاه های فناورانه ورزشی را به تلفن هوشمند خود متصل کنند تا رکوردهای ورزشی خود را ثبت و دنبال کنند. یک باشگاه در فضای باز در شهر هال انگلستان، از سال 2011 تاکنون از دستگاه های خود برای تأمین نور ال ایی دی باشگاه استفاده می کند.
تولید برق از حرکت خودروها در بزرگراه
تولید انرژی پاک یکی از دغدغه های عصر ما می باشد ، همانگونه که می دانید مصرف برق روز به روز افزایش پیدا می کند و استفاده از سوخت های فسیلی برای تولید انرژی الکتریکی علاوه بر هزینه های بالای آن خطری جدی برای محیط زیست محسوب می شود. این طرح معرف ایده ای برای تولید انرژی الکتریکی از حرکت خودرو ها در بزرگراه است.
