Практическое применение пьезоэффекта для утилизации энергии

Создание штамма вируса М13, обладающего пьезоэлектрическими свойствами, о котором шла речь в этом топике ^[1], может иметь интересные последствия. Дело в том, что хотя использование пьезоэлектриков для сбора отходов механической энергии не получило пока широкого распространения, эта идея — вовсе не фантазия и не дело отдалённого будущего. А изобретение более дешёвых, безопасных и эффективных пьезоэлектрических элементов вполне может вывести пьезоэнергетику на новый уровень.

Израильский стартап Innowatech ^[2] занимается разработкой и внедрением пьезоэлектрических систем утилизации кинетической энергии. При движении автомобилей, поездов или пешеходов, часть их энергии тратится на деформацию дорожного покрытия. В результате деформации покрытие нагревается, тепло рассеивается и энергия теряется безвозвратно. Если встроить в дорожное покрытие, тротуар или железнодорожное полотно пьезоэлементы, часть её можно вернуть в дело. Причём довольно ощутимую часть.

Так, эксперименты показали ^[3], что километровый участок автострады, по которому проезжает 600 автомобилей в час, способен производить 400 киловатт-часов электричества. Дорожная сеть Израиля может производить до 160 мегаватт-часов. Это около 2% энергопотребления страны. Не очень много, но более чем достаточно для того, чтобы от этой энергии питалась вся придорожная инфраструктура. А ещё такая система превращает обычную дорогу в “умную”, которая собирает статистику по количеству проехавших автомобилей, их скорости и весу.

Innowatech предлагает похожее решение и для железной дороги — специальные пьезоэлектрические прокладки между рельсами и шпалами. Другие варианты использования — тяжёлое промышленное оборудование вроде прессов и кузнечных молотов или взлётно-посадочные полосы аэродромов.

Компания утверждает, что использование пьезогенераторов лишь незначительно удорожает строительство дороги. Они не уменьшают полезную площадь дороги или тротуара и не содержат движущихся частей, а срок их службы — около 30 лет. В 2010 году Innowatech заключила контракт ^[4] на использование их генераторов при реконструкции шоссе Венеция-Триест в Италии. Ожидается, что строительство закончится в 2013 году. О строительстве пьезоэлектрических дорог задумываются ^[5] и в Калифорнии.

P.S. Ещё одно направление утилизации рассеиваемой энергии транспорта — генераторы, встроенные в подвеску автомобиля. Правда их конструкции обычно основаны на механике или гидравлике, а не на пьезоэлектричестве (раз ^[6], два ^[7], три ^[8]).

Автор: ilya42