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해저에 설치되는 무인센서 등의 장비들은 베터리를 유지 및 보수 하는데 많은 비용과 시간이 발생할 것으로 예상된다. 이러한 점에서 수중 유체 진동에너지를 활용한 에너지 하베스터 기술은 외부의 에너지 공급 없이 독립적으로 운용될 수 있게 하는 방법이다. 본 연구에서는 새로운 형태의 퍼넬형 에너지 하베스터를 제안하여 낮은 유속을 극복할 수 있는 실효성에 대하여 검증하였다. 이를 위해 현재 국내외 기술현황들을 확인하고 수중에서의 ...

해저에 설치되는 무인센서 등의 장비들은 베터리를 유지 및 보수 하는데 많은 비용과 시간이 발생할 것으로 예상된다. 이러한 점에서 수중 유체 진동에너지를 활용한 에너지 하베스터 기술은 외부의 에너지 공급 없이 독립적으로 운용될 수 있게 하는 방법이다. 본 연구에서는 새로운 형태의 퍼넬형 에너지 하베스터를 제안하여 낮은 유속을 극복할 수 있는 실효성에 대하여 검증하였다. 이를 위해 현재 국내외 기술현황들을 확인하고 수중에서의 PVDF 압전체에 대한 기본적인 모드해석을 진행했다. 또한 집유 장치가 달린 새로운 형태의 모델들을 제안하여 ANSYS Fluent를 활용해 속도장, 압력분포, 진동변위별로 유동해석 시뮬레이션을 진행하였다. 그리고 해석결과를 바탕으로 MATLAB 소프트웨어를 활용하여 고유진동수와 실질적 전력 생산과의 관계를 이론적으로 확인하고 제안한 모델의 실효성을 검증했다. PVDF 압전체만을 독립적으로 두었을 경우와 집유 장치가 존재하는 모델과의 차이는 유속이 0.24m/s 일 때 전자의 경우보다 속도가 약 1.9배 향상된 결과를 보였으며 와류(vortex flow) 생성 또한 매우 높게 나타 났다. 입구와 출구의 형상을 동일하게 하였을 경우에는 유속증가는 높아지는 반면 실질적으로 전력생산에 영향을 미치는 진동변위가 낮아지는 현상이 나타났다.

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