Орлов Даниил
ученик 10 «А» класса, МОУ СШ №17
г. Волжский
Энергетика будущего, альтернативный источник энергии
( «умная» тротуарная плитка )
Альтернативная энергетика-это совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные. Сейчас для получения электроэнергии во всем мире используют ГЭС ,ТЭС ,АЭС . Благодаря им мы получаем электричество в доме. Представить свою жизнь без электроэнергии уже невозможно. Все сферы деятельности человека связаны с электроэнергией. Без неё невозможно развитие новых технологий, кибернетики. Электроэнергия используется дома для комфортной жизни, уже никто не может себе представить свою жизнь без микроволновок, без освещения в квартире, без компьютеров и телефонов с быстрой зарядкой. В транспортной промышленности - Электротранспорт считается экологичным - не загрязняет окружающую среду. В военной сфере электроэнергию также используют как и в гражданской. В каждом самолете есть бортовое электропитание. Без электричества не было бы навигации, приборов контроля. Но, на мой взгляд, это всё уже изучено и не интересно.
Мне интересна эта тема, так как будущее за электроэнергией. К примеру, Китай, скоро полностью перейдёт на электромашины, электровелосипеды, электросамокаты. А что можно придумать такое, не затрагивая ископаемые виды топлива, чтобы кинетическая энергия перерабатывалась в электрическую энергию?
Во всем мире для увеличения энергопотребления ученые пытаются изобрести новые методы преобразования энергии, осваивают её новые источники. Прогресс не стоит на месте. Сейчас уже все воспринимают как обычную технику - солнечные панели и ветряные генераторы. За вековую историю ветрогенераторов человечество научилось укреплять их на холмах, возвышенностях, прибрежных территориях и даже в море. По мнению экспертов, только к 2050-му году треть всей электроэнергии будет вырабатываться благодаря силе ветра.[1]
Но, я считаю, что у них есть недостаток, их энергия зависит от погодных условий, а также они тяжелы в изготовлении. На смену им должна прийти «умная» тротуарная плитка, которая находится в стадии разработки и испытаний.
Британская Компания Pavegen представила свою разработку – «умную» тротуарную плитку. Умная тротуарная плитка состоит из гибкого водонепроницаемого материала, полученного при переработке бывших в употреблении автомобильных покрышек, что дает плитке прочность и делает ее стойкой к истиранию. Корпус плитки изготовлен из особой нержавеющей стали. При нажатии верхняя грань прогибается на пять миллиметров, и заставляет интегрированный преобразователь генерировать электричество.
Это похоже на пьезо в том лишь аспекте, что верхний лист плитки отклоняется на 5 мм, и это движение преобразуется в электричество.[2]
С каждым шагом пешехода по такому тротуару вырабатывается и преобразуется в электричество несколько джоулей энергии, которая может быть или сохранена в литиевых аккумуляторах, или сразу же направлена для питания освещения улиц, витрин магазинов, рекламных установок, автобусных остановок и т.д.[3]
А принцип работы любого электрического аккумулятора заключается в накоплении электрической энергии в процессе химической реакции, происходящей при протекании через аккумулятор зарядного электрического тока, и генерации электрической энергии при протекании разрядного тока в процессе обратной химической реакции.[4] Поэтому обратимость химической реакции в аккумуляторе позволит многократно разряжать и заряжать аккумулятор. И это есть преимущество, если будет энергия сохранена в литиевых аккумуляторах и сможет храниться для последующего использования в различных целях, необходимых для общества.
Плитки Pavegen сделаны с расчётом на пять лет использования или на 20 миллионов нажатий.[5]
«Умную» плитку испытывали в лондонских школах и на оживленных улицах городских центров, делали партизанские исследования, подкладывая их на автобусные станции, просто бросали зеленые плиты на пол, чтобы понять, захотят ли люди вообще ходить по ним. Участие людей в процессе генерирования энергии имеет ключевой значение для получения правильного продукта. Именно по этой причине плиты имеют в центре светодиод, который загорается, когда кто-нибудь наступает на них. В обычный день на плитку наступали в среднем пять раз в минуту, что позволяло выработать 75 ватт энергии. Этого хватает на работу 60-ваттной лампы накаливания в течение 65 минут — в масштабах мегаполиса не самый весомый результат.[6]
Эта инновация должна изменить отношение людей к энергии. Человечество должно задуматься об использовании альтернативных источников энергии, так как запасы нефти и газа исчерпаемы, а их использование наносит большой вред окружающей среде.
Но, я бы немного усовершенствовал «умную» плитку. Возможно, увеличил бы количество светодиодов, чтобы при нажатии, они поочередно загорались, тем самым притягивали взгляды людей и желание пройтись по ней снова и снова. Также дополнил и снабдил фотоэлементами, что позволит создать одновременно плитку на солнечных батареях и пьезо. Получилось бы два в одном - дополнительная энергия ещё и от солнца. Чем длиннее дорога из таких плиток, тем больше энергии. Причем экологически чистая добыча без всяких вредных выбросов. Но! На мой взгляд – основная опасность может представлять – несоблюдение мер безопасности: дожди, излишняя влага, нарушение контакта, поврежденная гидроизоляция. Всё это может привести к короткому замыканию. Поэтому в технологию производства надо добавить абразивные микрочастицы. Это повысит износостойкость и придаст лучшую устойчивость при непогодных условиях. Так как длительное нахождение под прямыми солнечными лучами, перепады температуры и влажность могут привести к быстрому ухудшению её качества.
Я считаю, что использование пешеходного потока для полезного преобразования шагов в энергию – это гениальная идея. Такие инновации принесут не только бесплатную выработку энергии, но и улучшит здоровье человечества за счет ходьбы. Я верю, что в будущем «умной» тротуарной плитки станет значительно больше, а это значит снизится СО2 – парниковый эффект, из-за которого появляются кислотные дожди, опасные для жителей нашей планеты. Можно такую плитку установить и на автомобильных дорогах. В зависимости от веса машины такая дорога сможет вырабатывать определенную электрическую энергию. Дорога сможет сама питать электричеством светофоры и дорожные знаки, а также дорожные фонари. И всё это не будет наносить вред окружающей среде. Более того, если дорожная плитка будет оснащена абразивными микрочастицами, то это позволит контролировать скоростной режим автомобилей, что приведет к снижению числа аварий, так как уменьшится тормозной путь при остановки автомобиля.
Я предполагаю, что со временем «умная плитка» будет использоваться во всем мире. Люди будут инвестировать в дальнейшую разработку для усовершенствования этой интересной и выгодной идеи.
_____________________________
[1] https://recyclemag.ru/article/10-samyh-krasivyh-vetrjanyh-elektrostantsij-mira
[2] https://www.gor-hoz.ru/index.php/news/news-blagoustroistvo/926-trotuarnaja-plitka-generirujushhaja-jelektrojenergiju
[3] «Электрик Инфо» -онлайн журнал про электричество
[4] «Электрик инфо» - онлайн журнал про электричество «Литий-ионные аккумуляторы
[5] https://pikabu.ru/story/yelektrogeneriruyushchaya
[6] https://pikabu.ru/story/yelektrogeneriruyushchaya