拳で叩いたり，足で踏んで発電させる
人が歩くときに床に発生する圧力の振動で発電を行う発電床は，慶応義塾大学等で研究され，圧電素子を並列にマトリックスに並べています。2006年，東京駅のSuicaゲートの６通路に6m^2の面積に設置され，１日最大約10kW秒の発電量を得たそうです。ここではそのミニ版を試作してみました。
○こんなことが学べます
圧電素子は別名ピエゾ素子と呼ばれ，変形させると電圧が発生する圧電の原理を体験できます。
並列にすると，電流を多く取り出すことができます。
人の歩行時に捨てられていたエネルギーを電気に回収する，新しい視点のエネルギーです。
○こんな仕組みです
水晶の単結晶やチタン酸バリウムなどは、力を受けて歪みを生じると，その表面に電荷が発生します。これを圧電効果と呼びます。圧電素子はこのような圧電材料を利用したものです。
暗闇にサンタが浮かび上がります
○準備しよう
圧電スピーカ 16個，高輝度白色発光ダイオード ２個，プラ板，ゴム板（2mm厚），ウレタンフォーム板(1cm厚），両面テープ，セロハンテープ，ビニルテープ，半田，半田ごて
回路図。個々の圧電素子は並列に接続する
圧電素子をマトリックスに並べる
① 圧電スピーカは，共鳴容器に入っているものは千枚通しやマイナスドライバーで圧電素子を取り出します。
② プラ板を適当な大きさに切り，両面テープを貼って，圧電素子をマトリックスに並べます。
③ 全て並列になるように配線します。
④ 一方のLEDのプラスと，他方のLEDのマイナスをそれぞれ合わせ，圧電素子の配線に接続します。
⑤ ウレタンフォーム板をプラ板より少し大きめに切断し，圧電素子のマトリックス側を下にして，上にのせます。
⑥ プラ板の上に2mmの厚さのゴム膜をのせ，ウレタンフォーム板に貼ります。
マトリックスを裏から見る
プラ板をゴム板で覆う
圧電素子の真鍮部分はマイナス側です。ここにプラス側の配線の剥き出し部分がふれないように，半田付け部分にはビニルテープを巻きます。
○使い方
上下，どちらの面に衝撃を加えても点灯します。拳で叩いたり，足で踏みつけたりします。
○開発にあたって
圧電素子により，運動エネルギーを電気エネルギーに変換するのは，まだまだ効率がよくありません。発想の転換で，実用的な発電装置に変えることが必要です。
また，大容量キャパシタ等に充電して，昼間に蓄えた電気を夜間の照明に使うようにできたらと思います。