巴斯大学的研究生吉列特·沃勒(Gillett-Waller)开发了一种可以从脚步中吸收能量的路面砖。
该设计的灵感来自佛罗伦萨的莱昂纳多·达·芬奇博物馆,吉列特·沃勒(Gillet-Waller)看到了一个模型,该模型展示了利用水能移动大型物体的方法。
当施加负载时,瓷砖使用压电材料产生电能。当施加力时,例如,从步行穿过瓷砖的人施加力时,电子移位,从而产生电势差(电压)。
随着每个单元的电荷积累,整个材料上会产生电势差。每次下山之后,能量就会累积。全波整流器用于在脚步的“下行”和“上行”上收集能量。
这不是第一个要开发的能量收集路面砖。Pavegen 创造了使用电磁感应并具有基于线性运动的能量输入的瓷砖。
吉列特·沃勒(Gillett-Waller)认为,由于压电材料依靠力而不是运动来输入能量,因此瓷砖在行走时更稳定。她还认为,压电瓷砖在给定的负载下可以产生更大的电压,而且制造成本较低。
对于原型,吉列特·沃勒(Gillett-Waller)在不同重量的人行道下测试了瓷砖。通过CAD工程图,她能够将载荷成功地转换为压电体,并将瓷砖返回到其原始位置。
吉列特·沃勒(Gillett-Waller)说:“为了更好地理解这些机制,我3D打印了缩放版本。我在手的力量下对它们进行了测试,以查看瓷砖是否恢复了原来的状态。”
尽管这只是为戴森奖入围作品而提出的一个概念,但它的确证明了有几种实用的步行能量产生方法。
吉列特·沃勒(Gillett-Waller)设计的分析表明,瓷砖的经济收支平衡点是70年,而环境收支平衡点(产生比生产瓷砖所需的更多能量所需的时间)是5年。两者都太长,无法实际使用。但是,对能量收集技术的改进可能很快使该设计和类似设计更加有效。