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문제 정의
- 태양전지와 마이크로 변환장치 에 의한 energy harvesting 장치는 IT 산업의 중요한 에너지원으로 떠오를 것으로 예견되고 있다. 그 외에 디지털에너지의 응용이 될 만한 내용을 살펴보았다. 디지털에너지는 이미 세상을 이끌어 가는 중심에 선 IT산업의 또 한번 약진을 위한 원동력이 될 것으로 확신한다.
- 현재의 태양전지는 모두 1개의 광자를 이용하여 한 개의 전자 및 양공 쌍을 만들어 내는 원리를 이용하고 있다. 그러나 신개념의 태양전지는 band gap의 몇 배수에 이르는 큰 광자를 이용하여, 여러 개의 전자 및 양공 쌍을 만들어 내는 것을 목표로 하고 있다. 이론적으로는 Los Alamos National Labs (USA)과 National Recycled Energy Labs(NREL) 등에서 검증하였으나, 실제 이를 응용한 태양전지 개발에는 아직 성공하지 못하고 있다.
- 본고에서는 새로운 에너지 개념인 디지털에너지를 정의하고, 그에 사용될 수 있는 에너지의 종류를 살펴보았다. 태양전지와 마이크로 변환장치 에 의한 energy harvesting 장치는 IT 산업의 중요한 에너지원으로 떠오를 것으로 예견되고 있다.
- 응용에서 다소 차이가 있다. 본론에서는 요소기술 및 적용 가능 기술에 대해 논하고, 그에 대한 응용을 간단히 서술하고자 한다.
- 산불 감시 체제를 이루는 센서와 통신 장치를 예로 들어보자. 산불 감시 센서와 산불이 났을 경우 알려주는 자동 송신장치를 켜두기 위해서 산 곳곳에 전선을 설치하는 것은 낭비이며, 산불이 센서에 도달하기 전에 전선을 먼저 태울 경우 그나마 역할을 수행할 수도 없게 된다.
- 완전한 독립적인 휴대성을 고려해 보자. 전원 공급 장치와 유선으로 연결되어 있지 않은 장치의 경우 자가발전을 통해서만 에너지를 공급받을 수 있다.
- 이제 태양전지의 크기와 효율이 결정되면 평균적 태양 밝기 조건에서 생산할 수 있는 전력의 량이 계산될 수 있는데, 생산 가능량과 2차 전지의 충전 가능량 등을 고려하면 얼마나 오랫동안 장치를 사용할 수 있는지 계산할 수 있을 것이다. 이보다 우선되는 것으로는 IT의 주도적 장치들의 전력 사용량이 얼마나 되는지 알아보는 것이겠다. 태양전지가 생산하는 전력 량과 장치의 소모량이 현격히 차이 나면 태양전지의 효용성 이 떨어 질 것이다.
- 이어서 디지털에너지를 공급할 수 있는 태양전지의 종류에 대해 살펴보자. 태양전지는 현재 다양한 재료로 연구되고 있다.
- 것은 아니다. 환경의 파괴를 주도적으로 몰고 가는 화석연료의 사용에 대한규제, 화석 연료자체의 고갈 시점에 대한 우려에 대한 해결책으로 연구되었다. 그러나, 디지털 에너지 개념에 대한 적용 가능성은 가장 높다.
가설 설정
- 이보다 우선되는 것으로는 IT의 주도적 장치들의 전력 사용량이 얼마나 되는지 알아보는 것이겠다. 태양전지가 생산하는 전력 량과 장치의 소모량이 현격히 차이 나면 태양전지의 효용성 이 떨어 질 것이다. 간단한 장치들의 전력 사용량은 표 1에 정 리하였다.
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