Heb je je ooit afgevraagd hoe krachtig je bent? Niet de kracht van roem, fortuin of kennis, maar eerder hoeveel kracht er in je lichaam zit. Een mens verbruikt gemiddeld ongeveer 3.300 wattuur per dag, maar heeft het potentieel om meer dan 3 keer zoveel energie te produceren - tot wel 11.000 wattuur - uit normale lichaamsfuncties zoals beweging en de productie van lichaamswarmte. Wandelen levert bijvoorbeeld 163 watt aan vermogen op, terwijl sprinten meer dan 1600 watt oplevert [bron:SPACE.com]. Wat als dit wattage kan worden omgezet in bruikbare energie?

De rasterafbeeldingengalerij vernieuwen

Het wattage dat een lichaam genereert is potentiële energie , en slechts een klein percentage ervan kan worden vastgelegd. NASA's Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) schat dat een enkele voetstap 1 tot 2 watt zou kunnen leveren [bron:SPACE.com]. Verander een enkele voetstap in 84.162.203 stappen en een groep mensen kan genoeg stroom opwekken om een ​​spaceshuttle te lanceren [bron:Christian Science Monitor].

Het idee om de kracht van mensen te benutten is niet alleen een concept dat wordt onderzocht door ingenieurs, wetenschappers en 'The Matrix', het is ook een experiment dat zijn weg vindt naar groen ontwerp. Een klein aantal dansclubs over de hele wereld begint een dansrevolutie buiten Xbox en Nintendo om. Sustainable Dance Club in onder meer Rotterdam, Nederland en Surya in Londen hebben milieuvriendelijke filosofieën omarmd die in alles tot uiting komen, van de hernieuwbare en gerecyclede materialen van hun inrichting tot hun toewijding om het milieubewustzijn bij jonge klanten op te bouwen.

Een gewone dansclub - housemuziek die drie avonden per week dreunt - verbruikt elk jaar 150 keer meer energie dan een huishouden van vier personen [bron:Popular Mechanics]. Om hun consumptie te minimaliseren, vergroenen milieuvriendelijke dansclubs zichzelf door voorzieningen te bieden zoals biologische wijnen en bier, waterloze urinoirs en toiletten die worden doorgespoeld met gerecycled water (inclusief, ja, het zweet van clubbezoekers). Sommigen halen zelfs hun energie uit zonne-, wind- en dansenergie. Dans energie? Speciale dansvloeren, bekend als piëzo-elektrische vloeren , zet de kracht van de voeten van clubbezoekers om in elektriciteit die wordt gebruikt om de club van stroom te voorzien.

Kunnen we de energiecrisis oplossen door gebruik te maken van de energie van clubbezoekers met piëzo-elektrische vloeren?

Energie oogsten uit menselijke beweging

Piëzo-elektriciteit is elektrische energie die wordt geproduceerd door mechanische druk (inclusief bewegingen zoals lopen). Wanneer er druk op een voorwerp wordt uitgeoefend, ontstaat er een negatieve lading aan de uitgezette kant en een positieve lading aan de samengedrukte kant. Zodra de druk is weggenomen, stroomt er elektrische stroom door het materiaal.

Laten we eens kijken hoe het principe werkt in een beweging zoals lopen. Een enkele voetstap veroorzaakt druk wanneer de voet de grond raakt. Wanneer de vloer is ontworpen met piëzo-elektrische technologie, wordt de elektrische lading die door die druk wordt geproduceerd, opgevangen door vloersensoren, omgezet in een elektrische lading door piëzomaterialen (meestal in de vorm van kristallen of keramiek), vervolgens opgeslagen en gebruikt als stroombron.

In 2007 stelden twee MIT-afgestudeerde studenten het idee voor om piëzo-elektrische vloeren in stedelijke gebieden te installeren. Het idee was om een ​​vloersysteem te installeren dat gebruik zou maken van piëzo-elektrische principes door stroom te halen uit voetstappen op drukke plaatsen zoals treinstations, winkelcentra, concerten en overal waar grote groepen mensen zich verplaatsen. De sleutel is de menigte:één voetstap kan slechts voldoende elektrische stroom leveren om twee lampen van 60 watt gedurende één seconde te laten branden, maar hoe groter het aantal mensen dat over de piëzo-elektrische vloer loopt, hoe groter de geproduceerde hoeveelheid stroom. Het is niet buiten het bereik van de mogelijkheid - ongeveer 28.500 voetstappen genereren energie om een ​​trein één seconde aan te drijven [bron:Christian Science Monitor]. Stel je voor wat de gecombineerde kracht van de voetstappen van forensen tijdens de spits zou kunnen doen.

Onlangs zijn piëzo-elektrische vloeren geïntroduceerd in een handvol innovatieve dansclubs over de hele wereld. Deze vloeren vertegenwoordigen prototypes van het "Crowd Farm"-concept:de beweging van een grote groep clubbezoekers die dansen op energieopnemende vloeren, wordt verzameld en gebruikt om LED-verlichting van stroom te voorzien en, in het langetermijnplan, energie in het elektriciteitsnet van de club te voeden .

De principes van piëzo-elektriciteit zijn al bekend sinds de 19e eeuw, maar de toepassing in energieopwekkende vloeren is nog niet bewezen een substantiële energiebron te zijn. In proeven buiten de clubs heeft een 'smart home'-experiment met studentenhuisvesting aan de Duke University het idee van het installeren van een piëzo-elektrische vloer gedumpt toen de hoge installatiekosten en de nominale hoeveelheid geproduceerd vermogen in de weg stonden. In de clubs suggereren eerste schattingen dat een individuele clubbezoeker ongeveer 5 tot 10 watt zou kunnen genereren, en op een nacht waar de dansvloer vol staat met bewegende lichamen, zou de energie van de vloer ongeveer 60 procent van de totale energiebehoefte van de club kunnen leveren [bron :Dagelijkse mail]. Genoeg om ons te redden van de wereldwijde energiecrisis? Nog niet.

Begin 2008 installeerde de East Japan Railway Company (JR East) piëzo-elektrische pads in de vloer van de ticketpoortjes op een station in Tokio, een doorlopend experiment om treinstations energiezuiniger te maken. Het experiment van 2008 volgde op een experiment dat in 2006 werd uitgevoerd en was bedoeld om verbeteringen in de prestaties en capaciteit van stroomopwekking te testen, evenals verbeteringen in de duurzaamheid van het materiaal. Elektriciteit opgewekt uit de vloer wordt gebruikt om voorzieningen zoals verlichting of automatische kaartjespoortjes in het station van stroom te voorzien.

Veel meer informatie

Verwante HowStuffWorks-artikelen

• 5 gekke vormen van alternatieve energie
• 5 manieren om uw huis groener te maken
• Hoe dansende monsters werken
• Hoe elektriciteit werkt
• Hoe de opwarming van de aarde werkt
• Hoe LED's werken
• Wat zijn versterkers, watt, volt en ohm?

Meer geweldige links

• Club4Climate
• Duurzame Dansclub (SDC)
• IEEE:Institute of Electrical and Electronics Engineers

Bronnen

• Baard, Erik. "People Power:de energie van het lichaam vastleggen voor werk op en buiten de aarde." Space.com. 2001. http://www.space.com/businesstechnology/technology/body_power_011128-1.html
• "De eerste eco-nachtclub van Groot-Brittannië, aangedreven door bonzende voeten, opent zijn deuren." Dagelijkse mail. 2008. http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1027362/Britains-eco-nightclub-powered-pounding-feet-opens-doors.html
• 'Veelgestelde vragen'. Duurzame Dansclub (SDC). http://www.sustainabledanceclub.com/index.php?t=txt&tx=11
• Gaylord, Chris. "Kracht stap voor stap benut." De christelijke wetenschapsmonitor. 2007. http://www.csmonitor.com/2007/0926/p14s02-stgn.html?page=1
• Kanellos, Michael. "Energie oogsten van vallende regendruppels." CNET-nieuws. 2008. http://news.cnet.com/greentech/?keyword=%22piezoelectric%22
• Ma, Wayne. "Eco-Disco:zelfvoorzienende dansvloer om de eerste groene nachtclub van stroom te voorzien." Populaire mechanica. 2007. http://www.popularmechanics.com/blogs/science_news/4224574.html
• "MIT-duo ziet door mensen aangedreven 'Crowd Farm'." MIT Nieuwsbureau. Massachusetts Institute of Technology. 2007. http://web.mit.edu/newsoffice/2007/crowdfarm-0725.html
• Piezo Systems, Inc. http://www.piezo.com/
• 'Macht van het volk'. Bedrade. 2006. http://www.wired.com/culture/lifestyle/commentary/imomus/2006/08/71582
• "Energieopwekkingsvloer getest op JR Tokyo treinstation." Japan voor duurzaamheid. 2008. http://www.japanfs.org/db/2073-e
• "Residentiële piëzo-elektrische energiebronnen." Duke Smart Home-programma. Duke universiteit. http://www.smarthome.duke.edu/projects/piezo_energy.php
• Sodano, Henry A. en Daniel J. Inman. "Schatting van de elektrische ladingsoutput voor piëzo-elektrische energieoogst." Centrum voor Intelligente Materiële Systemen en Structuren. Virginia Polytechnisch Instituut en de Staatsuniversiteit. 2004. http://www.cimss.vt.edu/pdf/Journal%20Articles/Park/J09.pdf
• Thompson, Andrea. "'Crowd Farm' zet voetstappen om in elektriciteit." Wetenschap. 2007. http://www.livescience.com/technology/070731_crowd_farm.html