Главная

Электрогенератор внутри обуви

2015-03-29 в 18:00, admin, рубрики: альтернативная энергетика, альтернативные источники энергии, Железо, Научно-популярное, электрогенератор, Энергия и элементы питания, метки: альтернативные источники энергии, электрогенератор

О нательном генераторе электричества alizar уже писал. Теперь появилась новость о генераторах, которые встраиваются внутрь обувной подошвы и позволяют генерировать электричество за счёт хождения в такой обуви.

Исследователи из института микро и инженерных технологий (HSG-IMIT—Institute of Micromachining and Information Technology, Villingen-Schwenningen, Germany) и департамента микросистемной инженерии (Department of Microsystems Engineering—IMTEK, Freiburg, Germany) опубликовали работу[1], в которой они представили и исследовали разработанные ими миниатюрные электромеханические генераторы электричества.

Авторы работы [1] представили генераторы двух типов: маятниковый и ударного возбуждения. Оба типа генератора используют эффект появления электрического тока в результате электромагнитной индукции, когда магнит двигается внутри катушки из намотанной проволоки. Генераторы миниатюризированы настолько, что они встраиваются в обувную подошву. Маятниковый генератор генерирует электричество тогда, когда человек передвигает ногой во время ходьбы. Ударного возбуждения — тогда, когда человек наступает на ногу [1-4].

Маятниковый генератор

В этом генераторе, 14 магнитов двигаются через группу катушек тогда, когда нога и обувь человека ускоряются во время движения. При ширине этого генератора в 41 мм и его длине в 70 мм, он способен генерировать череду импульсов со средней мощностью до 0.84 мВт (пиковой — до 50 мВт). Зависимость мощности во времени при скорости 6 км/ч имеет характерные группы импульсов для каждого шага. Длительность этой группы на уровне половины максимума мощности — 0.04 с, импульсы полностью затухают через 0.1 с. При скоростях, меньших этой, мощность сгенерированного сигнала падает, при больших — остаётся приблизительно на этом же уровне.

Генератор ударного возбуждения

Этот генератор помещается в пятке обувной подошвы, он 40 мм шириной и 60 мм длиной. Способен генерировать последовательность импульсов средней мощностью до 4.13 мВт (пиковой — до 45 мВт), когда человек двигается со скоростью 5 км/ч по твёрдой поверхности [3]. Уменьшение скорости движения выражается в падении мощности генерируемого сигнала. Колебания мощности сгенерированного сигнала длятся почти 0.25 с (на уровне половины мощности серии импульсов) при скорости бега 6 км/ч после каждого шага. Они полностью затухают через 0.5 с.

Область применения

Температурный датчик, подключенный к генератору и встроенный в обувь, показан на иллюстрации ниже. Во время проведения экспериментов, генераторы были способны питать датчики для последующей передачи данных о температуре внутри обуви на расстояние до 10 м. Они оказались способны передавать данные до семи раз на каждый сделанный шаг.

Интересным моментом является и то, что авторы моделировали величину мощности сгенерированного сигнала в зависимости от скорости шага. При этом они достигли неплохого совпадения между результатами их модели и результатами экспериментов.

В интервью BBC [4], ведущий разработчик Клевис Йли (англ. Klevis Ylli) отметил, что изначально такие генераторы разрабатывались для использования в само-зашнуровывающейся обуви для старых людей. Но есть и другая область использования таких генераторов. Если разместить сенсоры ускорения и угловой скорости внутри обуви, то по данным измерений сенсоров, они могли бы рассчитать как далеко и в каком направлении шёл человек в этой обуви и найти этого человека в случае поисковой операции.

Существует и аналогичная работа [5], в которой авторы представили специальные обувные стельки, которые так же работают как генераторы электричества.