توليد الكهرباء من الأرضيات

يعد تجميع الطاقة من الحركة البشرية أحد الاحتمالات التي يمكنها تزويد الأجهزة الإلكترونية بالكهرباء. ويمكن توليد الكهرباء باستخدام تقنيات تجميع الطاقة بفضل تقنية الصندوق الأسود الهجينة لتحويل طاقة خطوات الأقدام إلى كهرباء إما أن يتم تخزينها في بطارية أو تغذيتها مباشرة إلى الأجهزة. حيث يتم تصنيع البلاط النموذجي لهذه التقنية من البوليمر المعاد تدويره بينما يصنع سطحه العلوي من إطارات الشاحنات المعاد تدويرها. وتنتج ضغطة القدم التي تخفض بلاطة واحدة بمقدار خمسة مليمترات ما بين واحد وسبعة واط. وتولد هذه البلاطات الكهرباء بواسطة حل هجين من الآليات التي تشمل تأثير الكهرباء الانضغاطية (شحنة كهربائية تنتج عند ممارسة ضغط على بلورات مثل الكوارتز)، مع استخدام لفائف النحاس والمغناطيس.
وقد تم تطوير بلاط تجميع الطاقة سابق الذكر بواسطة شركة (بيفجين سيستمز) ومقرها لندن. ويمكن استخدام الكهرباء المتولدة بهذه الطريقة لتشغيل الأجهزة ذات الجهد المنخفض مثل مصابيح الشوارع وماكينات البيع. وهذا المفهوم من بنات أفكار لورانس كمبول-كوك الذي أسس شركة (بيفجين سيستمز) في عام 2009 لتسويق المفهوم. وكان ماراثون باريس أول المشاريع العديدة التي مثلت مصدر إلهام للناس وجعلتهم يدركون الهدف من نقل هذه التقنية إلى مواقع البيع بالتجزئة، ومحاور النقل، والمباني المكتبية، وفراغات البنية التحتية.
وعلى الرغم من أن هذا المفهوم جديد نسبيا، فقد أثار ذلك قدرا كبيرا من الاهتمام في أوساط الطاقة المستدامة. وليست التقنية الدقيقة لتحويل الطاقة معروفة للعامة، ولكن يتوقع منها توظيف أجهزة استشعار كهرباء انضغاطية. وقد ولد عداؤو الماراثون 4.7 كيلو واط ساعة من الطاقة، وهو ما يكفي لتزويد لمبة صمام ثنائي ذات قدرة خمسة واط بالطاقة لمدة 940 ساعة أو 40 يوما. ويبدو أن سهولة تجميع الطاقة أمر واعد، ولكن التنفيذ هو التحدي. حيث إن تركيب البلاط في الأرض هو أحد أصعب الأمور تنفيذا لأنها يجب أن تكون شديدة التحمل، ومقاومة للطقس، وينبغي أن تكون مقاومة للإجهاد بشكل كبير. أيضا يمكن أن يتعرض هذا البلاط للتخريب بسهولة. وحسب ما يزعمون فإن تقنيات شركة (بيفجين سيستمز) يمكن أن تستخدم وتطبق في عدد من المجالات وليس فقط في وحدات الطاقة بل في التطبيقات الأمنية أيضا. ومن المتوقع أن تولد كل بلاطة من بلاطات شركة (بيفجين سيستمز) نحو 4 واط من الطاقة من كل خطوة قدم. وقد ولدت قرابة 12 بلاطة من بلاطات شركة (بيفجين سيستمز) مثبتة عند مدخل محطة وستهام طاقة في النهار كافية لتشغيل إضاءة المحطة ليلا. ووفقا لوسائل الإعلام تمتلك كل بلاطة من تلك البلاطات قدرة لاسلكية تمكن الشركة من تحليل الحركة وتحسين إدارة الأرضية.
وليست شركة (بيفجين سيستمز) هي وحدها الناشطة في مجال تجميع الطاقة الحركية البشرية لتوليد الكهرباء. فقد طور مختبر IdemoLab بالتعاون مع مركز مواد ونظم جمع الطاقة في جامعة فيرجينيا تك جهاز استكشاف حركة لاسلكيا يستمد طاقة تشغيله من ضغط خطوات أي شخص عليه. ويرى ماكس دونلان - مؤسس شركة (بيونيك باور) في كندا وهي الشركة التي طورت دعامة ركبة تقوم بتجميع الطاقة أثناء المشي – أن دعامات الركبة المجمعة للطاقة "يمكن أن تكون مفيدة عند الحاجة لكهرباء دون الاعتماد على شبكة الكهرباء".
هذا ويتزايد الطلب على تقنيات تجميع الطاقة مع تواصل السعي إلى إيجاد حلول صديقة للبيئة وأكثر كفاءة، ومن بين تقنيات الطاقة النظيفة هذه هي أرضيات الكهرباء الانضغاطية. ومثلها مثل مولدات الرياح أو الخلايا الشمسية تعد الكهرباء الانضغاطية هي الأخرى نوعا من التقنيات المستخدمة لتجميع الطاقة. والكهرباء الانضغاطية هي الطاقة الكهربائية التي يتم تجميعها من الضغط الميكانيكي مثل حركة المشي. وعندما يقع ضغط على جسم ما تتولد شحنة سالبة على الجانب الضاغط وتتولد شحنة موجبة على الجانب المضغوط، وبمجرد رفع هذا الضغط يتدفق التيار الكهربائي عبر مادة هذا الجسم.
وحيث إن تقنية استخدام بلاط الأرضية لتوليد الكهرباء باستخدام الضغط الميكانيكي هي تقنية جديدة نسبيا، فإن الشركات العاملة في هذا القطاع ما زالت تبحث عن أصحاب رؤوس الأموال والمستثمرين. وقد يكون البلاط المجمع للطاقة هو مجرد خطوة واحدة للبشرية، ولكن كثير من مثل هذه الخطوات قد يؤدي إلى مستقبل أكثر قوة واستدامة.