Kinetičke ceste kao održivi izvor energije

Koncept kinetičkih cesti predstavlja revolucionarnu ideju koja ima za cilj smanjenje ugljeničkog otiska i kreiranje novog održivog izvora električne energije. Kinetičke ceste koriste prirodnu energiju kretanja kako bi generisali elekričnu energiju. Ova tehnologija proizvodnje električne energije podrazumijeva korišćenje specijalnih ploča koje sadrže piezoelektrične kristale koji imaju sposobnost generisanja električne energije kada se podvrgnu pritisku i deformišu.

Piezoelektrični efekat je pojava električnog naboja na površini materijala kada se on izloži mehaničkom pritisku i dođe do deformacije. Piezolektrični efekat se javlja i kod živih bića kod kojih kosti djeluju kao senori za silu. Kada se izlože sili, kosti proizvode električni naboj proporcionalan unutrašnjem opterećenju. Ovaj naboj stimuliše nagomilavanje koščanog materijala što prouzrokuje ojačanje koštane strukture na tim mjestima gdje je opterećenje (deformacija) najveća. Ovako nastaju strukture sa optimalnim odnosom mase i nosivosti. 

Postoji nekoliko vrsta prirodnih kristala koji se mogu koristiti za potrebe piezoelektričnog efekta među kojima su čisti kvarc i amazonit. Vještački kristali se takođe mogu sintetisati i mogu biti korišćeni za ovu svrhu kako bi se povećala efikasnost. Prilikom odabira najoptimalnijeg kristala za potrebe kinetičkih puteva, u obzir se uzima njegova čvrstoća, trajnost, otpornost na vlagu i visoke temperature.

Kinetičke ceste bi mogli dovesti do održivijeg transporta jer bi omogućili kreiranje električne energije od energije kretanja automobila. Ova električna energije bi se mogla koristiti za snadbijevanje domaćinstava i javne infrastrukture.  

Pilot projekti piezoelektričnih cesti

Pilot projekat u Izraelu je podrazumijevao postavljanje piezoelektričnih uređaja ispod asfalta na dužini od samo 10 metara. Ovakav piezoelektrični sklop je generisao električnu energiju od 2 kilovat-časa. Električna energija je korišćena za napajanje ulične rasvjete.

Još jedan test veće razmjere je sproveden od strane proizvođačke firme POWERleap i imao je za cilj dokazivanje pouzdanosti kinetičkih cesti. Eksperiment je podrazumijevao izvođenje 1 kilometra kinetičke ceste kojom je prolazilo 200-400 vozila za 16 sati. Ukupna generisana električna energija se kretala od 400-600 kilovat-časova. 

Faktori koji utiču na efikasnost kinetičkih cesti

Brzina kretanje: Efikasnost piezoelektričnih sistema je uvijek veća ukoliko se vozila kreću većom brzinom. Rađeni su testovi u kojima se mjerila količina generisane električne energije kod autobusa, automobila i motocikla, pri brzinama od 68 km/h i 98 km/h. Testovi su pokazali da je energetski učinak uvijek veći pri većoj brzini.

Težina vozila: Veća sila će dovesti do veće deformacije i veće količine generisane energije. Ovo znači da će vozila sa većom težinom uvijek generisati više električne energije.

Učestalost saobraćaja: Prije početka implementiranja piezolektrične tehnologije potrebno je odabrati ceste sa većom učestalošću saobraćaja jer će takve ceste povećati efikasnost sistema.  

Budućnost kinetičkih cesti

Potencijal kinetičkih piezoelektričnih cesti je ogroman zbog toga što one mogu revolucionarno promijeniti način napajanja infrastrukturnih uređaja i značajno smanjiti ugljenički otisak. Iako su na različitim kontinentima sprovedeni neki testovi i eksperimenti, i dalje je veliko pitanje kada će i da li će doći do njihovog šireg tržišnog usvajanja. Prvi izazov je trošak izgradnje ovakvih cesti. Zbog potrebe za korišćenjem specifičnih materijala i najnovijih tehnologija, inicijalni trošak izgradnje kinetičkih cesti je visok. Još jedan izazov je i standardizacija kinetičkih cesti. Različite kompanije mogu predlagati različita rješenja i načine održavanja cesti. Zbog ovoga postoji potreba za internacionalnim standardima koji bi osigurali uspješno usvajanje ove tehnologije.