Студент Томского политеха изобрел «умную» стельку для обуви, которая согреет ноги и зарядит телефон

Об этом сообщает пресс-служба вуза.

Ресурсоэффективная стелька с подогревом PowerInsole 2.0, разработанная студентом Томского политехнического университета (ТПУ), не только не даст замерзнуть ногам зимой, но и зарядят мобильный телефон. Стелька заряжается при ходьбе, от энергии своего владельца. Такая инновация удобна для полярников, туристов, вахтовиков, работающих в экстремальных условиях.

«Такая стелька окажется полезна для людей, работающих в условиях Крайнего Севера. Им приходится много времени проводить на открытом воздухе, что может негативно сказаться на их здоровье»,

— рассказывает автор разработки, студент Энергетического института (ЭНИН) Томского политехнического университета (ТПУ) Николай Волохов, дополнительно обучающийся по системе элитного технического образования вуза, в рамках которой реализует свой проект.

Да и вообще, добавляет Николай, многие регионы России расположены в зоне северных широт, где климат зимой суровый. В Сибири эта проблема особенно актуальна. Зимой, и в -20, и в -30 градусов по Цельсию, сибирякам приходится подолгу находиться на улице, ожидать автобуса на остановке. И замерзают, в первую очередь, ноги.

«Известно, что человек, сам по себе, является источником большого количества энергии. Испытания работы данной схемы показали, что в среднем за 40 — 50 минут ходьбы наше тело выделяет примерно 400 мАч (Ред., миллиампер-час — единица измерения емкости аккумуляторных батарей). Это достаточно приличный объем энергии», — отмечает студент.

От энергии тела человека устройство заряжается, благодаря пьезоэлементам, которыми оснащено. Пьезоэлементы реагируют на давление ноги, возникающее в тот момент, когда человек делает шаг. Устройство «снимает» с ноги человека возникающую в результате давления нагрузку. Таким образом, мы получаем свою же энергию назад в виде тепла.

«Особенностью пьезогенераторов является способность выдавать относительно большое напряжение при малом токе, что и делает нашу стельку ресурсоэффективной», — говорит студент. — Кроме того, опытным путем нам удалось расположить пьезоэлементы на тех участках стельки, где они вырабатывают наибольшее количество энергии».

Он добавляет, что явление пьезоэлектричества было открыто братьями Джексоном и Пьером Кюри в 1880 году и с тех пор получило широкое распространение в радиотехнике и измерительной технике. Заключается оно в том, что усилие, приложенное к образцу пьезоэлектрического материала, приводит к появлению на электродах разности потенциалов.

«Сегодня известно несколько примеров практического использования подобной технологии накопления энергии. На станции метро «Марунучи» в Токио установлены пьезогенераторы в зале для приобретения билетов. Скопления пассажиров хватает для питания части станции. Стали обыденными пьезоэлектрические зажигалки. Такой же генератор является и основой нашего устройства», — отмечает Николай.

Первый опытный прототип ресурсоэффективной стельки в настоящее время уже создан. Сейчас студент работает над созданием второго, более усовершенствованного образца.

Подобные аналоги, говорит он, на мировом рынке существуют — как дорогие, так и не особо. Однако и у тех, и у других есть недостатки. В самых дешевых устройствах элементы питания (аккумуляторы) необходимо носить с собой отдельно от стельки (в кармане, к примеру, следя, чтобы не порвался соединяющий провод). Включение и отключение производится с помощью переключателя на самих стельках либо на элементах питания, в более дорогих моделях — с помощью пульта, который, опять же, необходимо носить с собой. Нет возможности выбора температуры, либо она ограничена несколькими значениями. Для зарядки такие стельки необходимо извлекать из обуви. Также большинство из них производится за границей, что в нынешних условиях значительно увеличивает их стоимость.

Устройство политехников, не дорогое и ресурсоэффективное, решает эти проблемы. Элементы питания размещены внутри стельки и носить их в кармане не нужно.

Управлять работой и осуществлять контроль заряда устройства можно будет с помощью специального приложения в смартфоне. Это позволит отказаться от ношения дополнительных устройств и пультов, легче управлять работой стельки, благодаря удобному и понятному интерфейсу.

Пользователь сможет самостоятельно настраивать устройство в зависимости от своих текущих потребностей. Использование распространенного и популярного стандарта индуктивной беспроводной зарядки Qi позволяет отказаться и от неудобной потребности извлекать стельки из обуви.

«Накопление энергии во внутреннем аккумуляторе с помощью пьезогенераторов дает устройству дополнительную автономность посредством накопления электроэнергии в стельке, которая вырабатывается в ней при ходьбе, что позволят отказаться от ежедневной зарядки, а при умеренном использовании и от зарядки вообще, — говорит Николай. — Экономя расход энергии, мы решаем еще одну важную проблему для людей, работающих в экстремальных условиях — проблему подзарядки мобильного телефона. Той энергии, которую вырабатывают пьезоэлементы, хватит и на то, чтобы поддерживать тепло в обуви, и на то, чтобы зарядить мобильный телефон. Устройство будет оснащено универсальным кабелем для подзарядки».