Понятие «энергоэффективность» уже прочно вошло в лексикон жителей современных развитых государств. C ним очень тесно сопряжено другое понятие — «экологическая эффективность». Некоторые социологи даже подмечают возникновение особой социальной группы «ecofriends» — людей, прилагающих максимальные усилия для сохранения окружающей среды и экономии энергии. В нашей стране энергосберегающие технологии пока используются не так широко, как хотелось бы, однако предпринимаются попытки изучения международного опыта и внедрения разного рода решений.

Умные дороги

Всем известна знаменитая поговорка о двух российских бедах, одной из которых являются дороги. Непродуманные транспортные развязки и низкое качество автомагистралей приводит к авариям и длительным заторам. Вместе с тем, как показывает опыт западных разработчиков, некоторые инновационные решения способны радикально трансформировать сегодняшнюю ситуацию и создать условия, при которых дороги будут не столько поглощать энергию, сколько генерировать.

Не так давно на ленты новостных агентств попала информация о том, что власти Калифорнии одобрили проект, который должен позволить аккумулировать энергию от вибрации едущих автомобилей. Конечно, эта новость во многом звучит фантастично, однако американские инженеры уже рассчитали, что участок трассы в 10 километров, по всей длине которого будут встроены пьезоэлектрические генераторы, сможет производить до 40 МВт возобновляемой энергии, чего должно быть достаточно для питания 30 тысяч домов. (Отметим, что пьезоэлектрическим эффектом называется возникновение поляризации диэлектрика под механическим воздействием.) При этом, как указывают эксперты, пик спроса на энергию должен совпадать с часом пик, в период которого движение особенно активно.

Это далеко не первый случай применения пьезоэлектриков на дорожном полотне. В Японии уже построена станция метро с пьезоэлектрическим полом, позволяющим преобразовывать энергию движения пассажиров в электричество, от которого работают турникеты. Не отстают и европейские государства: дороги с использованием пьезоэлектриков уже построены в Голландии, и получаемая энергия идет на освещение трассы. А в Англии даже есть ночные клубы, пол в которых создан из пьезоматериалов, которые преобразуют в электричество энергию танцующих.

Все эти интересные проекты пока можно назвать скорее единичными исключениями, и инженеры, технологи и ученые до сих пор не пришли к консенсусу относительно целесообразности использования такого рода материалов. Однако в будущем подобные проекты планируют осуществить во многих других странах.

Электрические педали

Переводить кинетическую энергию движения в потенциальную способны не только материалы на основе пьезоэлектриков, но и новые велосипеды, изобретенные в Германии. Всем известно, что велосипед является самым экологичным видом транспорта. За счет того, что человек вращает педали, он сообщает своему двухколесному коню энергию движения. Наверняка все наши читатели не раз катались на велосипеде, все же напомним, что основным инструментом «перевода» энергии вращения педалей во вращение колес является велосипедная цепь. Немецкие конструкторы создали новый тип велосипеда, у которого подобная цепь отсутствует, а энергия вращения педалей трансформируется в электрическую, за счет чего велосипед и едет. Надо сказать, что из-за отсутствия велосипедной цепи эксплуатация такого двухколесного средства передвижения становится гораздо удобнее и комфортнее. На данном этапе производители этого чуда техники не указывают, можно ли каким-то образом получить электроэнергию из велосипеда, однако, учитывая информацию о генерации электроэнергии на танцполе и станции метро (см. выше), можно сделать важный вывод, что сегодня исследователи и инженеры все больше задумываются о том, каким образом перевести энергию движения человека в электричество.

Речные экологи

Разнообразие способов генерации электрической энергии позволяет ориентироваться на тот или иной источник не только исходя из её стоимости. Еще одним мощным фактором все чаще выступает экологический. А это в свою очередь поднимает вопрос контроля окружающей среды, который тоже, как известно, не в последнюю очередь решается за счет использования информационных технологий.

Любопытные и необычные экорешения в самых разных областях используются и в России. Так, в Санкт-Петербурге за качеством воды следят не химики, а раки! Всем известно, что физико-химические эксперименты для обнаружения тех или иных примесей и вредных веществ могут растягиваться на несколько часов, а то и дней. Кроме того, невозможно гарантировать, что образец, поступивший на анализ, будет репрезентативен по отношению к остальной массе воды. В то же время живые водные организмы (те самые раки) способны в реальном времени «отслеживать» ситуацию — они очень чувствительны к загрязнениям среды своего обитания. Так что можно говорить о том, что речные обитатели оказываются наиточнейшими инструментами оценки качества воды.

В северной столице для регистрации уровня загрязнений воды исследуются физиологические характеристики раков. Так, к сидящему в аквариуме членистоногому приклеивается волоконно-оптический датчик, регистрирующий его сердцебиение. Если сердечный ритм животного учащается (что обычно происходит при попадании в воду токсинов), производится отбор проб воды для лабораторного анализа химическими и биологическими методами, а также оповещаются все службы водопроводной станции. Все раки проходят регулярное медицинское освидетельствование и стресс-тесты, что позволяет использовать их в качестве индикаторов качества воды. В роли дополнительных «проверяющих» на водоканале используются рыбки, и в будущем исследователи хотели бы работать также и с мидиями.

Аналогичные решения, только с использованием моллюсков, реализуются в Москве, при этом для такого большого города созданы четыре подобные системы мониторинга. Как отметил заслуженный профессор МГУ имени М.В. Ломоносова, эксперт ООН по химической безопасности Валерий Петросян, такая технология уже давно и успешно применяется в странах ЕС.

В целом сегодня мы сталкиваемся со все большим количеством решений, направленных на создание экологически-дружелюбного (ecofriendly) пространства. Ученые и инженеры задумываются об экономии ресурсов и их рациональном использовании. Будем надеяться, что пройдёт какое-то время, и экологическая ситуация в нашей стране и в мире изменится в лучшую сторону благодаря таким креативным инициативам.