با راه .رفتن برق توليد كنيد

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: در بدن انسان مقادير قابل توجهي انرژي توليد مي.شود. در حقيقت انرژي.اي كه در بدن يك فرد بزرگسال ذخيره شده است، چيزي معادل باتري به وزن يك تن است! اين ميزان انرژي منابع قابل اطميناني براي فعاليت.هاي روزمره ما به حساب مي.آيد. اما چه اتفاقي مي.افتد اگر اين ميزان انرژي براي راه.اندازي طيف گسترده.اي از سامانه.هاي الكترونيكي اطراف ما به كار گرفته شوند؟ امروزه برخي مبتكران در سراسر جهان در حال بررسي اين ايده بوده.اند و حتي با فراتر گذاشتن گام.هاي خود طرح.هاي عملياتي نيز در اين زمينه ارائه كرده.اند. حركات جنب و جوشي بدن انرژي جنبشي توليد مي.كنند كه مي.توان آن را به الكتريسيته تبديل كرد. در گذشته دستگاه.هايي نظير سامانه.هاي راديويي، رايانه.ها و چراغ قوه.ها كه انرژي جنبشي را به الكتريسيته تبديل مي.كردند، نياز به حضور چشمگير و كامل حركات بدن انسان داشتند اما اين دانش در حال توسعه است و اكنون كار به جايي رسيده است كه تقريبا نيازي به حركات شديد بدني براي توليد انرژي نيست. به عنوان مثال باشگاه ورزشي و تفريحي را در ذهن به تصوير بكشيد.
با هرگامي.كه روي تريدميل برمي.داريد و هر حركت چرخشي كه به كمر خود مي.دهيد، كالري.هاي مازادي را به حركات جنبشي تبديل مي.كنيد كه مي.توان از آن براي راه.اندازي ژنراتور و توليد برق استفاده كرد. انرژي.اي كه از جنب و جوش هر فرد توليد مي.شود، شايد خيلي زياد نباشد، اما 100 نفر مي.توانند با تجميع انرژي.هاي خود نيازهاي الكتريكي تاسيسات كوچكي را برآورده كنند.
سالن.هاي ورزشي كه با حركات بدن انرژي دريافت مي.كنند
اين همان ايده.اي است كه در پشت طرح جالب توجه سالن «ريز ژيمناستيك» در ارگان آمريكا قرار دارد، جايي كه ماشين آلاتي نظير دوچرخه.هاي ثابت، انرژي توليد شده به وسيله شخص ورزشكار را دريافت مي.كنند و به كار مي.گيرند. ركاب زدن مي.تواند ژنراتوري را راه.اندازي و الكتريسيته.اي را توليد كند كه از آن مي.توان براي تامين بخش قابل توجهي از برق مصرفي منازل استفاده كرد. در حال حاضر انرژي بدن انسان تنها تامين.كننده كسر بسيار كوچكي از نيازهاي اين سالن ژيمناستيك است، اما اين ميزان بسيار كم همزمان با ارائه ماشين.آلات نوين افزايش خواهد يافت.
آدام باسل مدير اين سالن ورزشي فوق مدرن مي.گويد: روزي را در ذهن متصور شده.ايم كه تمامي .انرژي الكتريكي مورد نياز براي دستگاه.هاي مختلف و روشنايي اين مجموعه بزرگ را با استفاده از تركيب انرژي بدن ورزشكاران و تركيب آن با انرژي.هاي آب و باد تامين كنيم. البته بايد به اين نكته توجه داشت دوچرخه.هايي كه در اين سالن به كار گرفته شده.اند، تنها دوچرخه.هايي از اين دست در جهان به حساب نمي.آيند و در گوشه و كنار جهان نيز تلاش.هاي مشابهي آغاز شده است.
در بسياري از كشورهاي جهان و از جمله چين و شرق آسيا دوچرخه.سواران از دوچرخه.هايي استفاده مي.كنند كه چراغ.هاي خطر آنها با استفاده از دينام.هاي متصل به دوچرخه و تاير آنها فعال مي.شود. اين مولدها از يك ژنراتور براي توليد جريان الكتريسيته، همزمان با گردش چرخ.ها استفاده مي.كنند. در برخي كشورهاي جهان نظير هلند استفاده از انرژي انساني براي راه.اندازي سامانه.هاي مختلف الكتريكي در باشگاه.هاي تفريحي و سرگرمي .نيز ديده مي.شود. به عنوام مثال در باشگاه تفريحي در رتردام هلند موسوم به باشگاه «وات» از كفپوش.هاي خاصي استفاده شده است كه انرژي توليد شده از سوي حركات پاي حاضرين را در خود ذخيره مي.كند. ساخت اين كف پوش مبتني بر اثر فيزوالكتريك ارائه شده است و در آن مواد خاصي به كار گرفته شده كه در صورت تحت فشار قرار گرفتن، جريان الكتريسيته توليد مي.كنند. براي روشن شدن اين موضوع مي.توان به فندك سيگار به عنوان مثالي بارز اشاره كرد. در اين ماشين ساده، چكشي كوچك وجود دارد كه در صورت برخورد با كريستال فيزوالكتريك جرقه توليد مي.شود.
اين ريز فيبرها به ازاي به كار گرفته شدن در هر 10 سانتي.متر مربع 80 ميلي وات برق توليد مي.كنند.

همزمان با جنب و جوش اعضاي حاضر در باشگاه، كف سالن تقريبا كمي. كمتر از 5/1 سانتي.متر فشرده مي.شود. همين ميزان بسيار كم كافي است تا تماس لازم ميان كفپوش و ماده فيزوالكتريك زير آن برقرار شود. در خلال اين فرآيند بين 2 تا 20 وات الكتريسيته توليد مي.شود. همين ميزان الكتريسيته توليد شده براي روشن ساختن چراغ.هايLED كافي است، اما در آينده و با استفاده از فناوري.هاي به روزتر اين انتظار وجود دارد تا خروجي الكتريسيته بيشتري ثبت شود. در لندن نيز باشگاه مشابهي وجود دارد و مالكان آن اميدوارند روزي فرا برسد كه 60 درصد از الكتريسيته مورد نياز براي روشنايي باشگاه از اين طريق در آن تامين شود.
اما سالن.هاي ورزشي تنها بخشي از كاربردهاي ذخيره سازي و استفاده از انرژي.هاي انساني به حساب مي.آيد.
ايده جذابي كه حالا عملياتي شده است
اين ايده همچنان به جلو مي.رود و اكنون كاربردهاي ديگري براي آن در نظر گرفته شده است. استفاده از انرژي انساني براي وسايل و كيت.هاي شخصي از جمله اين كاربردها هستند. در اين خصوص محققان در حال طراحي و ابداع شيوه.هايي براي ساخت سامانه.هاي قابل حمل كوچكي نظير تلفن.هاي همراه، پخش كننده.هاي 3mp و رايانه.هاي قابل حملي هستند كه در آنها هيچ.گونه برنامه.اي براي استفاده از منابع رايج توليد انرژي ارائه نشده است.
راه برويد تا برق توليد شود
مكس دانلون از آزمايشگاه لوكوموشن دانشگاه سيمون فريزر در بريتيش كلمبيا با همكاري محققان كانادايي و آمريكايي هم اكنون در حال طراحي و ساخت ژنراتور الكترومغناطيسي است كه براحتي مي.توان آن را در كنار زانو نصب كرد. اين مدل پيش ساخته كه اتفاقا بتازگي نيز از آن رونمايي شده است از يك دقيقه پياده.روي الكتريسيته لازم براي نيم ساعت گفتگو با تلفن همراه را تامين مي.كند. اين ژنراتور زانويي از سامانه.هاي.هاي الكترونيكي بهره مي.برد كه با استفاده از آن تنها از انرژي مازاد بدن استفاده شده است. رايانه.اي نيز در زمان درگير شدن و عدم درگيري ژنراتور، زاويه زانو در خلال گام برداشتن را اندازه.گيري مي.كند. بررسي.ها نشان داده.اند در يك پياده.روي ساده از انرژي ماهيچه.اي ضمن استفاده براي تسريع گام برداشتن، براي توقف حركت رو به پايين پا نيز استفاده مي.شود. اين ژنراتور تنها بلافاصله پس از مرحله ترمزگيري در ماهيچه.هاي پا فعال مي.شود. از اين رو فرد هرگز احساس نمي.كند انرژي طبيعي بدنش براي گام برداشتن گرفته شده يا آهسته.تر حركت مي.كند.
اين كوله پشتي 20 وات برق توليد مي.كند. لري رم، ابداع كننده آن است و اين فناوري نوين را در حالي ارائه كرده كه انرژي توليد شده از گام.هاي انساني را ذخيره و به الكتريسيته تبديل مي.كند.

الكتريسيته توليد شده در ادامه از طريق يك قطعه سيم به جريان افتاده تا از آن براي شارژ باتري استفاده شود. اين ژنراتور 3/1 كيلوگرم وزن دارد و به آن «دريافت.كننده بيونيكي انرژي» گفته مي.شود. البته اين ميزان وزن براي حمل كننده آن تا حدي ناراحت كننده است. با اين حال به لطف استفاده از چرخ دنده.هاي سبك.تر و اسكلت سبك.وزن ساخته شده از فيبر كربني، جديدترين مدل اين فناوري نوين سبك.تر از گذشته شده است و پيش.بيني مي.شود با وزني بالغ بر نيم.كيلوگرم نسخه جديد آن در سال آينده روانه بازار شود. در مدل پيش.ساخته.اي كه ارائه شده است از رايانه كوچكي در سامانه استفاده شده؛ اما در نسخه نهايي كه در حال آماده شدن است از ريزرايانه.اي به جاي اين رايانه جاگير استفاده مي.شود تا در نهايت سامانه بسيار كوچكي ارائه شود.
چنين دستگاهي قابليت.هاي بسيار زيادي دارد. ارتش كانادا بخشي از هزينه.هاي تحقيقاتي پروژه دانلون را تقبل كرده است، زيرا هم اكنون نظاميان اين كشور تا 5/13 كيلوگرم باتري.هاي مختلف را براي تامين انرژي سامانه.ها و تجهيزات ارتباطاتي و مسيريابي با خود حمل مي.كنند و اين در حالي است كه مي.توان از منابع جايگزين انرژي نيز براي اين منظور استفاده كرد.
از سوي ديگر كارمنداني كه با تامين امنيت عمومي.مردم سر و كار دارند نظير آتش.نشان.ها و نيروهاي پليس . مي.توانند از اين فناوري نوين براي راه.اندازي سامانه.هاي دستي در جريان ارائه خدمات اورژانسي استفاده كنند. در آينده اندام.هاي مصنوعي كه براي حركت به باتري نياز دارند نيز مي.توانند به جاي استفاده از منابع فعلي تامين انرژي، مبتني بر تكنيك ارائه شده از سوي دانلون طراحي و ساخته شوند. اما اين هم پايان داستان نيست. نسل بعدي بسياري از دستگاه.ها نظير تلفن.هاي همراه، سامانه.هاي موقعيت.ياب جهاني، آيپادها و دوربين.هاي ديجيتالي اين قابليت را خواهند داشت تا با استفاده از اين فناوري جديد كار كنند. استفاده از اين تكنيك نوين، حتي مي.تواند براي علاقه.مندان به پياده روي و صخره نوردان كه زمان قابل توجهي را به دور از منابع تامين كننده انرژي صرف مي.كنند كارايي قابل توجهي داشته باشد.
ژنراتورهاي ديگري نيز كه ساختار و قابليت.هاي مشابهي دارند، در حال ساخته شدن هستند و براي اين كار از اصول الكترومغناطيسي مشابهي نظير آنچه در «دريافت كننده بيونيكي انرژي» به كار رفته، استفاده شده است. به عنوان مثال لري رم از دانشگاه پنسيلوانيا، كوله.پشتي نوري.اي ساخته است كه از حركات طبيعي ران.ها مقادير قابل توجهي انرژي دريافت مي.كند. سيم.هاي نصب شده در اين سامانه جريان الكتريسيته را به باتري.هاي مخصوصي هدايت مي.كنند. با اين حال خروجي الكتريسيته نقطه عطف اين فناوري است: 20 وات، كه براي راه اندازي هرگونه دستگاه الكتريكي قابل حملي كافي است. اما نبايد فراموش كرد كه حمل اين كوله 36 كيلوگرمي. كار بسيار سختي است. با اين حال مي.توان به سبك.تر ساختن آن اميدوار بود و از اين روست كه ارتش آمريكا براي استفاده از اين كوله.ها ابراز تمايل كرده است.
دريافت كننده بيونيكي انرژي مي.تواند از يك دقيقه راه رفتن انرژي الكتريكي لازم براي راه.اندازي تلفن همراه به مدت 30 دقيقه را توليد كند. اين ژنراتور روي زانو قرار گرفته و هيچ خللي در حركت بدن ايجاد نمي.كند.

از چنين كوله پشتي سنگيني كه بگذريم، نوبت به جهش جديدي در اين فرآيند مي.رسد. دكتر ژانگ لين وانگ و دو تن از همكارانش از انستيتو فناوري جورجيا، ميني ژنراتورهايي را طراحي و ساخته اند كه مي.توان آنها را در تار و پود تي.شرت يا ساير پوشش.ها قرار دارد. اين ريز.سامانه.ها مي.توانند از كوچك.ترين حركات بدن انرژي دريافت و آن را به دستگاه.هاي قابل حمل منتقل كنند.
ژنراتورهاي ارائه شده از سوي دكتر وانگ از فيزوالكتريسيته در ابعاد كوچك استفاده مي.كنند. وي در مدل پيش ساخته خود كريستال.هاي اكسيد روي را روي فيبرهاي مخصوصي توليد مي.كند. اين كريستال.ها روي نانوسيم.هايي شبيه هزاران موي ريز و زبر قرار مي.گيرند و زماني كه در برخورد با يكديگر قرار مي.گيرند خميده شده و الكتريسيته توليد مي.كنند. در اين مدل پيش ساخته، فيبرهايي به طول 2 سانتي.متر بالغ بر 16 پيكو وات يا معادل 16 تريليونوم وات الكتريسيته توليد مي.كنند. اين ميزان بسيار ناچيز است، اما الكتريسيته توليد شده با افزايش شمار فيبرها افزايش مي.يابد. محققان پيش.بيني مي.كنند پوشش.هايي كه با استفاده از اين فيبرها توليد مي.شوند مي.توانند به ازاي 11 فوت مربع از بافت ياد شده تا 80 ميلي وات الكتريسيته توليد كنند كه تقريبا براي راه.اندازي تلفن همراه و يا ساير دستگاه.هاي الكترونيكي قابل حمل كافي است. در حالي كه پيش بيني مي.شود تا حدود 5 سال آينده پوشش.هاي توليدكننده الكتريسيته روانه بازار شوند، دكتر وانگ و همكارانش بايد بر چالش.هاي متعددي غلبه كنند. بزرگ.ترين مشكل اين است كه نانوفيبرهاي به كار رفته در اين پروژه، نمي.توانند رطوبت را جذب خود كنند. استفاده از آستري.هاي ويژه، راه حلي تقريبا اميدواركننده است، و از اين رو دكتر وانگ با بهره بردن از آن، احتمال استفاده از فيبرهاي نانويي ضد آب را نيز بررسي مي.كند.
هدف بعدي اين محقق، توليد فيبرهايي با بازده كاري بالاتر است. در اين خصوص وي در حال بررسي طيف گسترده.اي از پليمرهاست و در اين ميان روش.هاي بهتري از تركيب اين مواد و جمع.آوري بارهاي الكتريكي را جستجو مي.كند. اما حتي اگر اين نانوفيبرها نيز بازده كاري بالاتري نداشته باشند، با اين حال ممكن است با استفاده از آنها انرژي توليد شده در بدن را براي راه اندازي دستگاه.هاي قابل حمل به كار برد.
دستگاه.هاي الكترونيكي كوچك.تر و كوچك.تر مي.شوند و از اين رو نياز به انرژي در آنها به ميزان قابل توجهي كاهش مي.يابد. اما اين معادله به باتري.هايي با قابليت.هاي بالا نياز دارد؛ باتري.هايي كه انرژي متراكم شده را در بازه زماني طولاني ذخيره كنند. به نظر مي.رسد با توجه به اين پيشرفت.ها آن روز دور نيست كه راه رفتن و حركات بدن ثمر چنداني براي زندگي نداشته باشد. فلسفه.اي كه در اين ايده نوين نهفته است استفاده نامحسوس از انرژي است؛ يعني به جاي اين.كه هوشيارانه براي توليد انرژي زمان صرف شود، انرژي نظير الكتريسيته تنها به واسطه حركات عادي و روزمره بدن توليد و به كار گرفته شود.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 431]