Plecak, który produkuje prąd elektryczny

Plecak, który produkuje prąd elektryczny

Amerykańscy naukowcy zbudowali plecak, który generuje energię elektryczną podczas ruchu człowieka. Wydajność mechanizmu zaskoczyła nawet samych wynalazców.

Zasada działania jest analogiczna do zegarków kwarcowych, gdzie energia jest pozyskiwana z nawet najmniejszych ruchów ręką. W przypadku plecaka źródłem energii jest poruszająca się pionowo masa umieszczona na plecach człowieka. Idący człowiek zachowuje się jak odwrócone wahadło. Przy każdym kroku biodra unoszą się kilka centymetrów, by znowu opaść podczas przenoszenia ciężaru na drugą nogę. To samo dzieje się z niesionym na plecach ładunkiem. Elektryczność wygenerowana tym sposobem może być wystarczająca do naładowania przenośnych urządzeń elektrycznych, jak Np. telefon komórkowy, satelitarny, laptop.

Każdy krok z 36-kilogramowym obciążeniem, które unosi się na 5 cm, to 18 J energii, którą można wykorzystać. Podwieszony szynami i sprężynami plecak na stelażu może oscylować i napędzać zamocowaną nieruchomo prądnicę. Uzyskiwana moc urządzenia rosła wraz z tempem marszu i masą plecaka. Ponadto mniejsze, 20-kilogramowe obciążenie sprawdzało się lepiej na pochyłym terenie. Udało się wyprodukować prąd o mocy ponad 7 W (300 razy więcej od dotychczasowych osiągów zasilaczy umieszczonych w obcasie). Wystarczy to do zasilania wszystkich potrzebnych urządzeń, a nawet do ładowania ich akumulatorów.

Kluczowym elementem plecaka jest zaopatrzony w sprężyny stelaż, który zamienia energię mechaniczną pionowego ruchu niesionego bagażu na elektryczną - tłumaczy Lawrence Rome z Laboratorium Biologii Morskiej w Woods Hole, szef jednego z dwóch zespołów, które pracowały nad nietypowym plecakiem.

Dodatkowo okazało się, że wydatek energetyczny piechura mierzony zużyciem przez niego tlenu jest tylko nieznacznie wyższy w porównaniu z dźwiganiem tego samego plecaka z nieruchomym ładunkiem.

Najprawdopodobniej wahania ładunku - o ułamek sekundy opóźnione w stosunku do ruchu bioder - tak zmodyfikowały sposób chodzenia, że umożliwiły znaczną oszczędność energii zużywanej na sam marsz z obciążeniem. Zaskoczeni biolodzy przyznają, że dokładne zrozumienie tego zjawiska wymaga dalszych wnikliwych testów. Zawiązano też spółkę Lightning Packs, która uzyskała odpowiednie patenty, będzie nadal testować innowacyjny prototyp i rozwijać projekt. Dążą do tego, by plecak ważył tylko kilogram i chłodził piechura specjalnym systemem wentylacyjnym, który zastąpiłby sprężyny w stelażu.