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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 도시 · 주택 분야 미관 및 생태 블록으로 적용할 수 있는 에너지하비스팅 블록의 증폭기술 적용 가능성을 검토하고 향후 에너지 하비스팅 블록 모듈의 개선 방향을 제시함으로써 에너지하비스팅 블록의 연구 개발 방향을 제시하고자 한다.
- 본 논문에서는 도시 · 주택 적용 미관용 에너지 블록에 적용되는 에너지하비스팅 기술의 기본 개념 및 이론을 간략히 고찰하였고, 유한요소 진동해석을 통해 부채꼴 형상의 PZT 기반 에너지 하베스터를 검토하였다.
- 본 연구에서는 실험실 규모(Lab-scale)의 3-layer PZT 소자가 부착된 multi-layer 압전 구조의 발전 성능을 평가하기 위하여 그림 3에서 보이는 바와 같이 가장 일반적으로 적용되는 직사각형 형상의 PZT 기반 캔틸레버 하비스터와 본 연구에서 진동 특성을 검토한 후 개발한 부채꼴 형상의 PZT 기반 캔틸레버 하비스터를 제작하였다. PZT 는 3개 층(layer)으로 적층되어 있으며 캔틸레버 기저판에 단면 혹은 양면으로 부착될 수 있다.
가설 설정
- 은 역학적 감쇠계수, κ는 압전 재료의 전기-역학적 커플링 게수, a는 진공 가속도를 의미한다. 한편, 전자기유도 방식 하비스터의 이론적 발전 성능 평가를 위해 자기장은 자석과 떨어져서 변하는 것으로 가정한다. 이때 유도 기전력은 다음과 같다[13].
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