Comments 88
Интересно. Если грубо посчитать - человек вес 70 кг идет, поднимая и опуская свой вес на каждом шаге. Время шага - 1с и 1 см от подъема тела используется для выработки электричества. Тогда получается мощность: 70*9,8*0,01/1=6,86 Вт. Минус КПД 50%, чистые 3,4 Вт. Не очень много, но после дня ходьбы хватит для зарядки телефона и гаджетов.
Но дискомфорт при ходьбе будет чувствоваться.
Там "фишка" ещё и в том, что если взять осмотическую мембранную ткань для водяных фильтров - из неё можно шить одежду, которая при малейших изгибах будет вырабатывать электричество! О_о
Да тема интересная, но если снимать энергию с одежды, то либо мощность будет очень маленькая, либо носить станет не удобно. Будет ощущаться, как одежда из толстого негнущегося брезента.
А, например, энергию волн может и можно снять так довольно эффективно.
Да, мне тоже как кажется. Просто - как один из любопытных вариантов, чтобы взять уже готовую мембрану с колоссальным количеством отверстий и приспособить для дела. Для той же стельки например ;-)
Идеи, конечно, интересные, но закон сохранения энергии никто не отменял. То, что генерирует энергию, человеку будет делать тяжелее — надо будет тратить больше сил. И жрать надо будет больше.
Все подобные штуки, фактически — превращение энергии из еды в электричество, а человек лишь промежуточный этап.
С усиленным питанием (пищёй) проблем не должно быть: сэкономил на зарядке гаджета дома (зарядил по пути) - а эти деньги пустить на еду :-B
Энергию человек расходует на подъем тела, а потом она высвобождается при накаливания весом тела на подошву. Вопрос только в том, как сделать такую подошву, чтобы она не усложняла ходьбу и бег, не создавала ненужной нагрузки на суставы и позвоночник...
Ну допустим, такую одежду сшить можно. Но вы представляете, насколько неудобной будет такая одежда? Как в скафандре в вакууме. Любому вашему движению будет сопротивляться такой гибкий генератор.
Я встречал штуки попроще, для генерации э.э. пешеходу. Такая палка, крепится одним концом на пояс, а на другом конце колесо с генератором.Идешь, тянешь за собой эту конструкцию, энергия вырабатывается...
Ну такое, честно говоря.
С обувью то же самое, в таких кроссовках ноги будут быстрее уставать, а идти в них - будет ощущение, как будто по песку. Потому что таково передвижение стопы в подобного рода электрообуви - немного энергии тратится при каждом шаге на вдавливание. Чем меньше энергии уходит, тем меньше устаешь.
Концепт конечно рабочий. Но как по мне, лучше взять фонарик "жучок", или различные ручные генераторы, где нужно крутить ручку, жать или трясти. Выхлоп намного больше будет, и без излишней наукоемкости изделия. Для стационарных применений давно уже придуманы и ручные генераторы по типу крэнка (у меня самого такой есть), и генераторы в виде велотренажеров, хотя почему "в виде"? Велотренажеры обычно и содержат в себе генератор, который нагружается на нагрузку, полезную или нет. Тренированный человек может выдать в среднем 200Вт мощности, чего за глаза хватит даже на питание ноутбука и его зарядку, а не вот эти мелковатты за счет усталости.
Как бы там ни было - есть у меня желание попробовать сделать хотя бы единичный вариант генератора (цилиндр), не в виде стельки. Фотополимерный 3d принтер - есть, смолы - навалом, 3d модель такого цилиндра - простецкая, меньше чем за минуту делается. Минимальная ионная жидкость - поваренная соль+вода (эффективность на уровне плинтуса, но пойдёт проверить мысль).
Торцы натереть графитом и покрыть медью - гальваникой (слегка, чтобы только налёт был и отверстия не перекрылись). И протестить. Похоже, я нашёл себе занятие на эти выходные...:-)))
Да, в общем-то ничего универсальней и надежней кренк-генератора сейчас нет.
Но, с другой который, если бы был девайс который снимает 2-4% энергии при ходьбе, особо не снижает комфорт и за сутки дает полную зарядку одного серьезного гаджета, это было бы очень полезно.
Человек не падает, он идет. Почти вся его энергия переиспользуется для следующего шага. Иначе вы никуда не ушли бы...
Но дискомфорт при ходьбе будет чувствоваться.
Необязательно. Амортизация подошвы всё равно нужна. Думаю, дискомфорта будет не больше, чем при использовании обычной обуви.
Амортизация обуви упругая - то есть на нее давишь она сжимается, а потом толкает обратно как пружина. Сначала поглощает механическую энергию а потом ее возвращает. А эта штука будет только поглощать. То есть ощущение, я думаю, как идти по тонкому слою мокрого песка или мокрой глины. На каждом шаге чуть-чуть тонешь в некой вязкой среде.
Но, да, я думаю вполне этот эффект можно сделать незаметным/комфортным. Возможно даже колени будет беречь при долгой ходьбе/беге ))
Кстати на этом принципе делают спортивную обувь и всякие лайфхаки типа "пружина в каблуке". На этом же принципе работают и эти штуки, которые как у кузнечика крепятся к ногам, мощные пружины и человек может перепрыгнуть грузовик, забыл как называются.
Но по сути это велосипед, не том плане что "уже изобретен" а в том, как расходуется мускульная сила на условный метр передвижения. У велосипедиста этот КПД сильно выше, чем у бегуна, ему не надо поддерживать свой вес. С пружинами в подошвах можно получать обратно ту энергию, которую вы затратили, с резонансом там вообще кпд очень хороший, почему и получается сверхбыстро бегать или прыгать. Я бегал в такой обуви с пружинами, это просто отвал башки, но такое на постоянку не поносишь. В смысле для ходьбы лучше максимально жесткая подошва.
Если подошва будет при каждом шаге продавливаться на сантиметр, то это не дискомфорт. Это любой нормальный человек, не мазохист, через двести метров такой ходьбы сдерет эти ботинки со своих ног, зашвырнет их подальше в кусты и пойдет босиком.
Я думаю, 1-2-3 мм длины хода вполне достаточно. Нам же не надо Теслу заряжать от этого тока:-)
1 мм хода - это около 0,7 Дж на шаг при человеческом весе 70 кг. Два шага в секунду - 1,4 Вт при КПД, равном 100%. Такой мощностью даже смартфон не зарядишь, не то что "Теслу"! А КПД от 100% тут будет далек.
Так что если хотим что-то существенное наскрести, волей-неволей придется ход делать не меньше сантиметра.
Некоторые специально покупают мягкие кроссовки для ходьбы/бега, если правильно подобрать, то вполне возможно будут брать.
Предположительно кпд ходьбы составляет 65%. Т е преобразуя потери в электричество, можно рассчитывать на 35% от расхода энергии человеком. КПД существующих преобразователей энергии давления в электричество примерно 2%. В итоге можно получить примерно 0.7% затрачиваемой энергии. Т е примерно в 100 раз меньше, чем вы рассчитали.
Нужно мыслить шире. Давайте в зимнюю одежду интегрируем термоэлектрические преобразователи, это мы так в среднем с одного человека в сутки получим 30 Вт.))
Будем шить прям из элементов пельтье :).
А вообще ТС похоже стилсьют пытается изготовить. Пяточные насосы итп :).
Примерные расчёты:
Активность Тепловой поток (Q)ΔT (°C) Мощность(P)
Покой 50–80 Вт 20–30 2–5 Вт
Ходьба 100–200 Вт 25–35 5–15 Вт
Активный спорт 300–500 Вт 30–40 15–30 Вт
Выработка за день
Если человек:
2 ч ходит (10 Вт) → 20 Вт·ч,
8 ч сидит/стоит (3 Вт) → 24 Вт·ч,
1 ч активно двигается (20 Вт) → 20 Вт·ч,
Итого: ~64 Вт·ч/сутки.
Вообще офигенная, возможно, тема именно про теплоотвод.
Если я правильно понимаю биомеханику тела, то проблема теплоотвода при физических нагрузках гораздо острее чем проблема энергии. Потому что охладиться можно только через пот, а это потеря жидкости, потеря солей и вообще большая работа для организма.
А ЖКТ без проблем очередной сникерс в энергию за 20 минут перегонит.
То есть если бы был облегающий костюм который отводил бы весь избыток тепла напрямую от кожи и кровеносных сосудов, и организм вообще не включал функцию пота, возможно мы бы все марафоны могли бегать без подготовки.
Не смогли бы. В обычном гражданине недостаточно химически запасенной "быстрой энергии". Упадете и не сможете двигаться примерно в середине. Все тренировки на марафон - это тренировки метаболизма с целью этот запас-буфер увеличить. Без этого просто "бензин кончится". Когда у тебя уже "топлива" навалом, тут можно было бы многое улучшить по-разному, но пока его нет всё это припарки.
Конечно про марафон это гипербола, но все таки интересно насколько бы выносливость человека увеличилась, если бы был внешний теплоотвод и исчезла бы потеря жидкости на охлаждение.
Все таки не зря человек избавился от шерсти ради эффективного охлаждения и стал таким образом одним из самых выносливых животных.
Я верно понимаю, что при -40 вы легко этот самый марафон пробежите :)?
Есть ли данные, что пловцы в холодной воде плавают многократно лучше? (что им комфортнее факт, но что они кратно выносливее есть данные?)
Человек не "избавлялся от шерсти ради чего-то", у человека - закрепилась мутация изменяющая количество и качество волосяного покрова. А о факторах послуживших закреплением для данных мутаций учёные до сих пор не сошлись в едином мнении.
Недостаток запасенной энергии успешно решается нужным количеством углеводных гелей. Многие за неделю перед стартом делают углеводную загрузку, позволяющую увеличить(временно!) количество запасенного в мышцах гликогена, на котором собственно марафон и бегается. Тренировки же решают множество других разных задач, вроде подготовки ОДА к длительным нагрузкам, увеличения эффективности бега, расщепления жиров (актуально для ультр), повышения VO2max и наконец психологической подготовки
Подозреваю что некоторый процент тепла может рассеиваться большой площадью кожи при помощи воздуха ! А пот уже позже подключается, при физухе помогает увеличить КПД теплоотвода испарением... прям как в теплотрубках 😁😁... только жидкость теряется
Вы в двух шагах от того, что бы изобрести Матрицу.
Так такая одежда есть. Это компрессионное потоотводящее термобелье.
А вот еще если между мужчиной и писсуаром поставить колесо от мельницы....
я не жирный, я энергоэффективный
Насколько тяжелее ходить с такой штукой? Как по песчаному пляжу или как по рыхлому снегу?
Я думаю, тут товарищи выше несколько преувеличивают. В реальности это будет примерно как ходить в китайских тапочках с пенной подошвой - которая наподобие туристического коврика. Примерно так. Не особо тяжело :-) Там же люфт вверх вниз будет не +-5 см :-). От силы вся система будет проминаться и восстанавливать предыдущее положение на длине вертикального хода +-2-3 мм. Даже не заметишь.
Я как-то думал о выработке тепла из обуви. Ждёшь на остановке транспорт, покачиваешься влево-вправо, и ногам тепло. Но сейчас зимы уже не те.
А с чего делается вывод о какой-то невероятной эффективности МГД генератора? Есть конкретные расчеты? У меня как раз ощущение, что здесь КПД будет -- кот наплакал. Скорость низкая (а мощность, генерируемая МГД генератором, пропорциональна квадрату скорости), каналы узкие, вязкость у ионных жидкостей огромная.
МГД генератор немного другая штука вроде как - тут магнитов совсем нет ;-)
Мощность не очень большая - в пределах 4-6 ватт всего. Но - "забесплатно, то есть - даром" :-).
Все попытки "снять" с человека энергию упираются в очень маленькую отбираемую мощность. Иначе это будет дискомфортно.
Для зарядки телефона и прочей "большой энергетики" это тупиковый путь. Гораздо перспективнее направление питания сенсоров. Им много не надо, главное - избавиться от проводов
Сенсорыж не из божьей благодати. Они из деталей. И дополнительную батарейку вполне могут иметь сменную. Вон на глюкозу мониторы совершенно небольшого размера, и уверен даже если батарейку исключить - удобнее не станут.
Подобное питание было бы полезно каким-нибудь "драйверам сердца", но им батарейки вроде бы лет на 5-10 хватает, а потом всё равно меняют электроды итп.
Может наоборот тогда? Вставить батарейки в каблуки, запитать привод в стельке, и пусть он помогает ходить. Меньше уставать будешь при ходьбе.
Пока на эту тему вроде бы бывают греющие стельки. Но реальных пользователей не знаю.
Я такой пользователь. Очень полезная штука, но зимы сейчас стали непредсказуемые, теплые, этой зимой я даже не нашел эти стельки. Они не для коротких походов-поездок с/на работу, а хороши если это работа на свежем и холодном воздухе, или же для походов.
PS:
Я про стельки нагреваемые электричеством. Еще есть на основе химии, их не пробовал лично.
А токосъемника статического электричества в полезный ток не придумали ещё? А то чего синтетику зря носить...
Круто.. Не так давно на каком-то из каналов, видел технологию, которая позволяет получать энергию из работы амортизаторов авто.. А что в данном случае, мешает получать энергию из амортизации подошвы?.. 🤔
На фоне падающей воды в ГЭС - это как комар пукнет....
Вспоминается произведение из 60х, изобретатель добавил в запорожец педальный привод для посильной помощи.
А потом увидел, что экономию заметить невозможно - даже 27-сильному движку это было ничто.
Вот и тут, минимальный повербанк (2а 5в) с теми 10 ватт энергии носить и проще, и удобнее и дешевле.
Давно, году в 1980-м, иду по темному институтскому коридору (МЭИС) с дипломатом в руке. Чувствую болезненный укол в большой палец руки, посмотрел - ничего. Иду - опять! Смотрю внимательно - а между пальцем и жестяным держателем ручки дипломата проскакивает здоровенная искра! На следующий день прилепил неонку и показывал "вечный габаритный огонь". Дипломат трётся о брюки вырабатывает статику и разряжается через неонку(через неонку - не больно!). Один взмах-шаг - несколько тр-р-р - вспышек в секунду. Дальше опыты не ставил, энергетику не прикидывал, но - простота подкупает! 1980 г.!
Помню несколько лет назад была реклама 3д-печатных кроссовок (ссылок много, например) - с имитацией бега по песку. Из-за того, что нажатие было не таким упругим, то ноги уставали сильнее и эффективность тренировок увеличивалась (а также время выковыривания мусора).
Еще были "маска имитация высокогорья", но это до пандемии, когда ношение маски казалось непонятным. Так-то ведь можно поставить турбину и собирать энергию с вдоха и выдоха. Но кому хочется усложнять себе жизнь?
Кажется любой способ отбора мощности с человека будет аналогичным "увеличением эффективности тренировки".
во время ходьбы этот вес, практически не используется, хотя мог бы приносить некую пользу, например, вырабатывать электричество!
«А если мне сзади ножовку вставить, я б ещё дров напилил» ©
Ну, тогда минитурбины в ноздри, раз такая пьянка пошла
Хотелось бы еще услышать мнение ортопеда, про правильность этих стелек или обуви в целом, упругость и далее всякая проф. упоротость... и сколько потом будет стоить лечение...
В солнечный день панели на плечи и кепку дадут возможно даже больше.
Панель в кепку + вентилятор от нее питающийся. Есть солнце - есть спасительное движение воздуха в жару.
Аналогичное в крышу автомобиля на стоянке. Принудительная горячего воздуха вытяжка из салона. Солнце нагрело - его же энергия направлена на удаление этого воздуха.
Для тяги горячего воздуха из салона лучше трубу печную всё-же, с солнечных панелей там едва получится хоть сколько то продуть.
С трубой под мостами тяжело будет проезжать. Телескопическую делать нецелесообразно из-за толщины теплоизоляции.
/s
А идея с солнечной панелью и вытяжным вентилятором была даже реализована на Мерседес Виано (кажется) древних 2000х годов.
А есть инфа что там по эффективности и не гимик ли?
Ну наверняка же гимик - там солнечная панель будет давать электричества на киловатт в сутки, при том что само солнышко жарит на киловатт в минуту. Просто энергии несопоставимые, покрасить в белый машину будет работать лучше.
Вы считаете энергии как будто машина находится в сферическом вакууме. Энергия на подсос уличного воздуха не равна энергии вытесненного горячего воздуха.
А вентилятору много мощности не нужно
Даже тепловой насос даёт эффективность 4 к 1. А тут разница в несколько порядков, а вентилятор - далеко не тепловой насос. Конечно сыграет роль, что далеко не 100% энергии попадёт в салон, но на хорошем солнышке даже открытые окна не спасают авто от превращения в печь, а там эффективность воздухообмена явно выше, чем от небольшого вентилятора.
Рассмотрите 2 варианта - с вентилятором и без (окна закрыты). Если будет понижения температуры даже на несколько градусов, то уже игра стоит свеч.
Не согласен. Если будет 47 градусов вместо 50 за дополнительную тысячу долларов, то оно вообще того не стоит (один фиг придется открывать и проветривать, или заводить заранее и продувать кондиционером). Более того, я практически уверен, что покрасить в белый цвет будет эффектививнее, чем черная солнечная панель + вентилятор. Эх, если будет возможность - соберу практический стенд для тестирования
Лучь ше бы уже само завязывающуюся обувь изобретали, как назад в будущее. Прототипы то уже есть, но ограниченной партией. Массово то когда будет ?
В советские времена в моем любимом журнале "Юный техник" была статья как сделать похожую штуку. Похожую по результату, но не по устройству. Там нужна была трубочка, на ней катушка (сколько витков и какого провода не помню), внутри катушки магнитик на пружинке. Ну дальше вы и без меня понимаете что с этим делать. Номер и год журнала, конечно уже не вспомню.
Такие "вечные фонарики" давным-давно выпускаются.
Крутить или нажимать на рычаг удобнее, да и эффективность повыше будет, зато неоспоримый плюс этой конструкции - максимальная простота в реализации, можно сделать самому на коленке за 10-15 минут, да и долговечность, шестерни редуктора все же значительном быстрее сотрутся.
Кстати, интересно почему для электронных часов подобный генератор никто ещё не приспособил? Механический автозавод на таком принципе существует очень давно, а вот электрического генератора работающего на таком принципе именно в корпусе часов лично я пока не видел... Вроде как по эффективности и мощности должно быть точно не хуже чем манюсенькая солнечная панелька которую ставят в часы например некоторые модели cassio или garmin. Габариты такого генератора конечно побольше, но современная часовая электроника очень миниатюрная чисто технически места в корпусе должно было бы хватить.
Ну и да... Я конечно понимаю, что многие часы работают от литиевой батарейки 10 лет и можно не парить себе мозги с такими генераторами...
Собственно поэтому и не приспособили. Механический автозавод в часах был создан без альтернативы совсем. Да и его очень редко в часах можно встретить. А батарейку поменять те же раз в 10 лет или даже раз в год - никого не парит, вот поэтому и не создано. Электронные часы это вообще удешевление всего и вся, в отличие от механики. Но - и надежность. Никто не запрещает создать такие часы для себя, но они просто не востребованы. Вот для всяких смарт-фитнесс браслетов генератор нужен, но "автоподзавод" приемлемых габаритов туда не встроить, я где-то встречал рассказ китайца, который это пытался сделать, но выход генератора был настолько небольшой (а он пытался оптимизировать) что бросил эту затею. Можно даже в принципе посчитать энергетику, я думаю мощности отличаются на порядок если не на два.
Хотя фонарики и зарядники для телефонов вон на вибрационном и "жучином" принципе китайцы клепают. Дык там и энерговыход на те же порядки больше.
Некоторые фитнес браслеты работают месяц от аккумулятора где то около пары десятков мА*ч, неужто за месяц столько не накопится просто при движениях руки при обычной ходьбе и других повседневных действиях связанных с физической активностью человека?
Кроме того, такой способ зарядки именно в финтнес браслетах давал бы ещё один стимул шевелить булками, что бы не только лишь циферку увидеть на экране пройденных шагов, но и зарядить аккумулятор! :)
Ну, а на счёт механических часов из можно просто завести и классическом способом. С электронными этот фокус увы недоступен, так что для их автозавод чисто технически был бы ещё более актуален. Просто никто судя по всему этим особо и не занимался. А на счёт энергетики, по вашему солнечная панель размером в квадратный сантиметр или около того очень много энергии способна производить? Но тем не менее ее устанавливают в часы. Понимаю, она занимает очень мало пространства чем даже миниатюрный маятник с магнитом и катушкой, но все же.
Нет, сделать то можно. Вопрос, кому оно нужно? Вам? Мне? Допустим. Два экземпляра. Ну хорошо, тысяча для Хабра. Денег оно не сделает. Это не продающая фича.
Заряжать браслет механическим способом - это в любом случае вынесение генератора наружу, или его части. Тут чисто эффект масштаба, ну и плюс жрущие они эти браслеты (не все). Даже если извернуться и сделать - это получится дорого и сложно, а во вторых батарейка пока лидирует. В ней нет изнашивающихся частей кроме ее самой, выкинул - поставил новую. Если износится механизм автоподзавода - а он будет с движущимися частями - то это значить будет выброс на помойку гаджета.
Ну и да, в часах автоподзавод - в премиальных. Командирские всякие. В масс-сегменте его как не было, так и нет. Ровно по той же причине.
Электроэнергия из подошв ботинок? Решение: микроканальный генератор