본 연구에서는 압전소자를 이용한 복합체의 에너지 하베스팅 평가를 실시하였다. 에너지 하베스터에 적용할 압전소자의 선정을 위하여 무게 추 실험과 UTM 하중 실험을 이용한 하중 실험을 통...
본 연구에서는 압전소자를 이용한 복합체의 에너지 하베스팅 평가를 실시하였다. 에너지 하베스터에 적용할 압전소자의 선정을 위하여 무게 추 실험과 UTM 하중 실험을 이용한 하중 실험을 통하여 압전소자의 기초 성능 평가를 실시하였다. Plate형 소자는 하중을 받았을 때 소자에 변위가 생성되어 이를 통해 전기 에너지를 발생시키는 반면, cylinder형 소자는 변위가 생기지 않는 형태로 소자가 받는 충격에 따라 전기 에너지를 발생시킨다. 실험 결과 plate형 소자가 더 큰 전압을 발생시켜 이를 적용하여 압전 에너지 하베스터를 제작하였다. 이때 압전소자에 정류회로를 연결하여 압전 에너지 하베스터가 발생시키는 전압의 최댓값을 측정하였다. 에너지 변환 이론식에 따르면 시간당 18.5km의 속도로 1.5ton의 차가 22,000대 지나는 도로에 압전소자를 적용하였을 때 하베스터가 발생시킬 수 있는 총 평균 에너지는 이다. 이는 1km의 도로에 10m 간격으로 설치하였을 경우 ESS를 이용하면 월평균 전력 사용량이 500kW인 1가구에 1달 동안 전력공급이 가능하다고 사료된다. 에너지 변환 효율과 내구성이 모두 뛰어난 소자가 개발되어 압전 에너지 하베스터를 제작하면 무관심속에 버려지는 도로위의 차량이나 사람의 하중 에너지로부터 전기 에너지를 능률적으로 생산하여 실제 콘크리트 복합체에 적용 가능할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 압전소자를 이용한 복합체의 에너지 하베스팅 평가를 실시하였다. 에너지 하베스터에 적용할 압전소자의 선정을 위하여 무게 추 실험과 UTM 하중 실험을 이용한 하중 실험을 통하여 압전소자의 기초 성능 평가를 실시하였다. Plate형 소자는 하중을 받았을 때 소자에 변위가 생성되어 이를 통해 전기 에너지를 발생시키는 반면, cylinder형 소자는 변위가 생기지 않는 형태로 소자가 받는 충격에 따라 전기 에너지를 발생시킨다. 실험 결과 plate형 소자가 더 큰 전압을 발생시켜 이를 적용하여 압전 에너지 하베스터를 제작하였다. 이때 압전소자에 정류회로를 연결하여 압전 에너지 하베스터가 발생시키는 전압의 최댓값을 측정하였다. 에너지 변환 이론식에 따르면 시간당 18.5km의 속도로 1.5ton의 차가 22,000대 지나는 도로에 압전소자를 적용하였을 때 하베스터가 발생시킬 수 있는 총 평균 에너지는 이다. 이는 1km의 도로에 10m 간격으로 설치하였을 경우 ESS를 이용하면 월평균 전력 사용량이 500kW인 1가구에 1달 동안 전력공급이 가능하다고 사료된다. 에너지 변환 효율과 내구성이 모두 뛰어난 소자가 개발되어 압전 에너지 하베스터를 제작하면 무관심속에 버려지는 도로위의 차량이나 사람의 하중 에너지로부터 전기 에너지를 능률적으로 생산하여 실제 콘크리트 복합체에 적용 가능할 것으로 사료된다.
In this study, energy harvesting evaluation of composites using piezoelectric elements was conducted. In order to select the piezoelectric element to be applied to the energy harvesters, the basic performance evaluation of piezoelectric elements was conducted through weight drop test and load test. ...
In this study, energy harvesting evaluation of composites using piezoelectric elements was conducted. In order to select the piezoelectric element to be applied to the energy harvesters, the basic performance evaluation of piezoelectric elements was conducted through weight drop test and load test. Plate-type elements generate electrical energy by creating displacement of the element under load, while cylinder-type elements generate electrical energy in the form of no displacement, depending on the impact of the element. As a result of the experiment, the plate-type elements generated a larger voltage. In order to apply this to the conversion of the load on the road into electrical energy, Piezoelectric Energy Harvester(PEH) was made. At this time, a rectification circuit was connected to the piezoelectric elements to measure the maximum voltage. According to the energy conversion theory, when a piezoelectric element is applied to a road passing 22,000 cars of 1.5 tons at a speed of 18.5 km per hour, the total average energy is 0.252364kWh. This is considered to be possible to supply power for one month to one household with an average monthly power consumption of 500kW if the PEH is installed on a total road of 1km at 10m intervals. If a piezoelectric energy harvester is manufactured as a device with good energy conversion efficiency and durability is developed, it is considered that it can be applied to actual concrete composites by efficiently producing electrical energy from load energy of vehicles or people on the road.
In this study, energy harvesting evaluation of composites using piezoelectric elements was conducted. In order to select the piezoelectric element to be applied to the energy harvesters, the basic performance evaluation of piezoelectric elements was conducted through weight drop test and load test. Plate-type elements generate electrical energy by creating displacement of the element under load, while cylinder-type elements generate electrical energy in the form of no displacement, depending on the impact of the element. As a result of the experiment, the plate-type elements generated a larger voltage. In order to apply this to the conversion of the load on the road into electrical energy, Piezoelectric Energy Harvester(PEH) was made. At this time, a rectification circuit was connected to the piezoelectric elements to measure the maximum voltage. According to the energy conversion theory, when a piezoelectric element is applied to a road passing 22,000 cars of 1.5 tons at a speed of 18.5 km per hour, the total average energy is 0.252364kWh. This is considered to be possible to supply power for one month to one household with an average monthly power consumption of 500kW if the PEH is installed on a total road of 1km at 10m intervals. If a piezoelectric energy harvester is manufactured as a device with good energy conversion efficiency and durability is developed, it is considered that it can be applied to actual concrete composites by efficiently producing electrical energy from load energy of vehicles or people on the road.
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