為什麼不推廣使用能夠發電的健身器材,技術困難在哪裡?
學校的健身房或者大型健身俱樂部的跑步機和單車等等使用相當頻繁,為什麼不能用來發電?
因為不划算。
在討論成本收益之前,先介紹一個視頻,能讓你對人類運動時產生的功率、所做的功有更直觀的印象。
這個身高 174 cm、體重 95kg、野獸般強壯的德國男人叫 Robert F?rstemann,一位多次在世界級競速賽場上奪冠的場地自行車手。
腿圍 74 cm,大家可以比一下自己的腰圍。
在一台連著功率測量儀的單車上,F?rstemann 正拼盡全力地蹬踏!
瞬時功率達到了 700w !注意圖右側桌子上的白色物體。
直到累癱,腿抽筋。
這位野獸般的壯漢用自己拼盡全力產生的能量——烤好了一片麵包。還記得上圖的白色物體么?不錯,那是個烤麵包機。
F?rstemann 一共做功 0.021 kWh(千瓦時),換算一下是 75600 焦耳,如果利用率達到 100%,可以讓一個 100 斤的妹子垂直上升約 150 米。
聽起來好像很厲害是吧。
如果換算成電費,趙國居民用電價格約 0.6 元/度(1度就是1千瓦時),F?rstemann 拼盡全力生產的電價值 0.0126 元趙國幣——差不多 1 分 3 厘錢。
根據結果推算,我們需要 18 個拼盡全力的 F?rstemann 才能驅動一輛汽車,43000 個拼盡全力的 F?rstemann 才能驅動一架飛機,還持續不了幾分鐘。
新聞鏈接:
Olympic cyclist Robert Forstemann tries to power a toaster in new video
土豆上的視頻:
Olympic Cyclist Vs. Toaster- Can He Power It
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- 預計電力採集橢圓機每年能夠採集的電量——10000 kWh
- Berkeley 大學 RSF 平均每年消耗電量——1600000 kWh
- 第 1 項占第 2 項的比值——0.6%
- 預計每年採集電量的價值——1000 美元
- 改裝電力採集橢圓機的費用——20000 美元
- 贏利周期——20 年
- 考慮折現率的贏利周期——超過 30 年
- 橢圓機使用年限期望值——6~7 年
一句話,這是個虧本生意。
因為你功率太低。
一個人猛騎單車大概發電功率是100W,注意是猛騎,減肥小姑娘那種若有似無的騎也就50W吧。一般健身房白天上班時間沒人,晚上不開門,開門也不是每時每刻有人騎車。滿打滿算,5個小時吧。一天500W。
一度電是一千瓦,費用約1元。一輛單車每天發電量值5毛錢。十年下來,發電不到2000元。可是呢,帶發電功能的車的購買價格、維護成本(複雜功能更容易壞),包括發電之後還需要儲存使用的成本(蓄電池、線路改造等),不止這個數了。
騎自行車還是發電效率最高的,要是跑步機什麼的功率就更低了。人的功率雖然低,但是一百多瓦特還是很簡單的啊,不信你們去健身房的橢圓機和單車踩踩看,很多橢圓機和單車上面那點屏幕靠的就是人力供電。
一百瓦能幹啥?一百瓦足夠很多低功耗電腦運行了,雖然玩不了大型遊戲,但瀏覽網頁或者玩lol最低特效應該足夠的,一些高配電腦待機或者僅僅瀏覽網頁時也不會需要太大功率。
那麼基於這個事實,咱開個腦洞。
開一個健身減肥戒網癮訓練營
不是那種完全不給你上網,天天讓你走馬拉松的那種。
你想上網,給你電腦給你網,但不給你電也不給你電池,你自己踩單車、踩橢圓機發電。
每周考核一次,按照發電量和減重量搞個排行榜,發電量達到一定水平,下周把電池發給你。排名前幾位獎勵電腦配件的使用權,比如低功耗cpu。
有電池就有穩定的供電,你就可以長時間發電儲存電力,然後玩一小會大型遊戲,你想要高性能也沒人攔你,只要你能踩的動,也可以多台發電機接一台電腦,大家輪著玩。
各種手機你儘管往裡帶,不過沒有wifi和3g、4g,沒電了你也得自己發。
以上是基本規則,另外配套一些健身課程以及健康、營養保障。另外還得有一定儲量的紙質書,各種枯燥的的專業書以及各種大部頭名著,給學員用來在休息的時候消遣,但不能有網路小說,不然前面都白費了。
這麼玩下來,減肥是肯定的,大型遊戲、lol也能累得人不想玩,此外還能培養孩子的交際能力(說服其他人和自己一起發電保證功率)和紙質書閱讀能力。
首先說結論:任何能用工業化方式以極大規模生產出來的東西,用人力生產都是極其低效的。電也不例外。
舉個例子:你一天做80個卧推,卧推是你把杠鈴從胸口舉到胳膊伸直,所以相當於你把80kg的杠鈴從胸口抬高到你胳膊向前伸直後手心的位置,對於178cm的人來說,這個距離是62cm(我)。
那麼假如我把80kg的杠鈴抬高了0.62m一共80次,那麼我克服重力做功(重力加速度0.98)就是80*0.62*80*0.98=3888.64J=1.08Wh,大概可以給iPhone 6s充15%的電。
當然姿勢可能會不同,但是相信我,這個數只會越算越少。
也就是說,你一天做80個卧推,對外做功僅僅夠給一部iPhone 6s充不到15%的電。並且,現在我們還沒有考慮安裝發電設備所需的費用。
我並不排除人力發電在缺乏穩定電力供應的地方可能會派上用場,但是如果將其作為一種超大規模的持續的的發電手段,那麼這就是極其低效的。確實有那麼一台自己能發電的單車,還是進口的,在一個工作室放著。(我以前呆的工作室……)
它在有氧室門口。裡邊還有倆機器,其中一個是跑步機。以前每天我過去把電源打開,那倆機器統一「滴」一聲,屏幕開始發光。這台單車連個電源線都沒有。沒聲音,沒亮光,沒反應。
(它們三個是一家的機器。。。)
然後平時訓練前都是要帶人熱身的。大家通常繞過單車直接走向另外兩個。
也有對單車感興趣的,我得現場解釋,其實這寶寶沒壞,你得坐上去,蹬。解釋半天,客人將信將疑地坐上去。
大概上去蹬幾秒單車才會點亮屏幕。然後能調一下阻力什麼的。
蹬車的一高興,扭頭跟我說話,說誒這機器不錯……
動作一停,屏幕又滅了。
非常影響心情。
此單車這種要人不斷討好才好好工作的個性,放健身房裡,身上積的灰能把自己埋上。
假如這機器有個媽,它媽會這麼說它:
你看看你旁邊的跑步機,按一下開始,就能嘩啦啦轉。再看看你,八百年不出一聲!
別態度那麼不好,等著人來找你,要自己主動一點,亮個燈也行啊!
對人別那麼不客氣,一生氣就罷工,你已經不是小孩子了!
。。。。。
然而它還是那個德性。
總結:不受訓練者歡迎。不受教練歡迎。不受投資者歡迎(貴),那麼決策者憑什麼要買。。。。。
跑步機發明之初就差不多是用來讓囚犯們通過跑步驅動大型機械的
手機碼字,不排版了,請見諒!
提出這個問題其實是有點欠考慮的,首先我們拋開人的運動功率大小不看,默認我們有一定的運動功率來發電,從技術問題上分析一下。首先我們要明確通過器材發電給誰用?需要接入電網嗎?如果不需要接入電網,那麼健身房的所有用電器都要通過運動來供電,這樣來講供電可靠性就不用多說了,燈會時亮時暗,設備會電壓不穩,甚至暫時停電。如果需要解決這個問題還得靠電網送過來穩定的交流電供給設備,那麼要併入電網考慮的問題要更嚴重一些,全國電網都是在統一頻率統一周期統一相角相角下運行的,健身器材發電如同光伏發電、太陽能發電、潮汐發電一類「垃圾電源」一樣,發電具有不確定性,有太陽有風就發電,陰天風停了就停電,我們不能保證每個人都以同樣的速度跑步騎車那就註定不能以同一頻率同一幅值同一相角來發出交流電,如果向電網注入這些亂七八糟波形的電,勢必會引起電網的諧振造成過電壓使電網解裂甚至癱瘓!那麼就得添加各種設備來整流濾波才能併入電網,成本大大提高,其實是入不敷出的。其實這種入不敷出的根本原因還是運動器械發電功率不夠造成的。
接下來我們回到發電功率這個問題上,並不是說我們就不能自給自足通過自發電來節約成本,現在很多村鎮上都有人在自家的屋頂或者空地上採用太陽能電池板發電經過整流器件併入電網,同時自己還有蓄電池和家庭供電系統,電網是會每年給發補貼的,幾年下來發電的器件成本就能收回了,之後就是一直在賺錢,詳細可以參考「微電網」,顯然通過人體運動來發電,功率是遠不及太陽能風能發電的,這樣大概十幾年或者幾十年都不會收回成本,何談賺錢呢?
所以,這個問題,技術上難點不多,併網技術已經研究了好多年也有些成果,更主要是經濟層面,非但不會節省成本還會花費更多人力物力,不值得。
為什麼沒有健身洗衣機?
跑步機怎麼可能發電,跑步機很費電的。動感單車有自發電的,要不然阻力哪來的。
激勵健身和環保宣傳意義遠大於實際發電意義,單位成本太高,發電量小。
為什麼不推廣使用能夠發電的健身器材,技術困難在哪裡?
有發電的,但有些單車有顯示屏,基本的發的電帶不動顯示屏
中國的條件不允許,技術可以研發,但是量化的生產線卻做不到
在冰島是有類似的健身器材發電設備的
冰島除了發電使用水能和地熱能以外,還推廣氫燃料巴士和「百公里耗油量低於5升環保型汽車可以在市區免費停車」等環保活動,出門鼓勵自行車
賓館需要騎健身單車半小時發電,有打折或者免費等活動。
這種發電方式與風力發電有相似之處:供電不穩定。瞬時輸入功率不穩定,發電時間不確定。
所以我認為有兩種方案:將電能存入電池、接入智能電網。存入電池的話,多半是自給自足了。電池有幾個問題:①佔位置;②不環保;③質量要求高所以價格高;④接入電路後帶來可能的安全隱患。而智能電網目前還沒有推廣,且技術沒有那麼成熟。
隨著社會和科技的發展,題主所說的方案也許能得到推廣。但就目前而言,想想就行,僅供娛樂。
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我也有過和題主一樣的想法,當時是這樣的心理:①想為環保做出點貢獻;②希望大家一起為環保做出貢獻。
但後來我發現,我改變不了健身房,也改變不了身邊的人。那我想,不如先改變自己:寢室或房間無人時隨手關燈、盡量少用充電寶、夏天冬天去圖書館吹空調而不是在寢室用空調、夏天改用冷水洗澡而不是溫水。
夠給手機充電不?
我們公司是有的,設備發的電直接回饋到牆壁的電網上。不過設備會貴上不少。舉個例子,20台機器,每天用十個小時,一年能省兩萬到三萬的電費吧。
因為電分兩種,交流電和直流電,交流電有個特點就是無法儲存,而生活中絕大部分日常電器都是用交流電,像日光燈,空調,電視機等等,如果一邊蹬自行車給電視機供電,一邊欣賞電視節目,一來交流電壓值隨著蹬速變化而不穩定,會影響電視機壽命之外,二來看著電視畫面一閃一閃的,這感受也不是太好吧。可是,如果器材發的電儲存在電池中,應用起來又不是很方便。個人看法,僅供參考。
效率低我覺得不是根本問題,實在不行給健身房自己多開幾盞燈也行啊。問題是,使用最多的跑步機,不是自己跑出來的,是電機帶動你跑,而且還要控制坡度和速度,這都是有訓練需求的,不能為了省電省略這些。另外,橢圓儀,是你不跑,面板不亮的,所以我猜應該是靠用戶發電的。
我也來湊湊熱鬧
功率實在太低,發電不划算,現在有不少內置的自發電系統的健身器材,商用(健身房用)的器材上很多都有預裝,一般只用於機器上儀錶的顯示,不需要再加電池或者插電了
小小健身器材設計者。。。
有用麽???/
給手機充電倒是説不定可以
中國是最有條件推廣這種東西的,家庭中應用我看行,你沒見健身廣場上老頭老太能把那麼好質量的健身器材玩飛起來,結合健身和發少量的電,即使每人每天給家庭發出1度電我推想能在家庭中產生很大的推動力!
還有就是安全性的問題吧。要是用來發電的話,大部分健身器材的結構都有很大的安全隱患。要是重新設計結構,那麼製造成本又上來了。
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