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NTIS 바로가기전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.67 no.4, 2018년, pp.12 - 17
지창현 (이화여자대학교 전자전기공학과)
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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최근 에너지 하베스팅 기술이 관심을 받는 배경적 요소는 무엇인가? | 전자기기의 경우 외부 전원을 필요로 하지 않는 광석 라디오(crystal radio)가 이미 20세기 초반에 개발되었고, 1차 전지 대신 솔라셀(solar cell)을 이용한 계산기가 1970년대 후반에 출시되었으나, 이러한 기술의 개발이 직접적으로 에너지 하베스팅이라는 개념의 촉발로 이어지지는 않았고, 이후의 에너지 하베스팅 기술에 대한 연구 또한 아주 활발하였던 것은 아니다. 최근 에너지 하베스팅 기술에 대한 관심이 증가하고 있는 것은 센서 및 관련 기술 발달에 따른 무선 센서 네트워크(wireless sensor network)에 대한 관심도의 증가, 저전력 회로 기술과 맞물린 자가발전 시스템의 활용도 증가, 모바일 기기 수요 증대에 따른 배터리 사용시간 연장의 필요성 증가, 지구 온난화와 화석 연료의 고갈에 따른 친환경 에너지원의 필요성 대두 등에 힘입은 바가 크다. 에너지 하베스팅 기술을 활용하여 발전소 수준의 높은 출력을 생성하고자 하는 연구 방향도 존재 하나 본 기고에서는 소형 전자기기에 적용하는 것을 목표로 하는 소형 에너지 하베스터로 범위를 한정하고, 그 중에서도 외부 환경의 기계적인 진동을 에너지원으로 활용하는 진동형 에너지 하베스터 기술의 발전 방향을 살펴보고자 한다. | |
에너지 하베스팅 기술을 적용할 경우 이점을 가지는 기기에는 무엇이 있는가 | 따라서 유선 전력 공급이나 1차 전지의 교체, 2차 전지의 충전이 어려운 환경에서 작동되거나, 2차 전지의 지속적인 충전이 요구되는 기기의 경우 뚜렷한 장점을 가질 수 있다. 자동차의 타이어와 림 사이에 장착되어 타이어의 압력을 측정하는 TPMS(tire pressure monitoring system), 뇌질환의 치료를 위한 뇌 심부 자극술(deep brain stimulation)에 사용되는 인체 삽입형 자극기, 교량 등의 구조 건전도 모니터링(structural health monitoring)에 사용되는 무선 센서 시스템 등이 직접적인 외부 전원 공급이나 2차 전지의 충전이 어려운 대표적인 사례이다. 최근에는 1차 전지와 저전력 회로 기술의 발달로 1차 전지를 채용하면서도 10년 이상의 수명을 담보할 수 있는 기술이 개발되고 있으나, 전지의 교체가 필요 없는 수준까지는 이르지 못하고 있는 실정이다. | |
에너지 하베스팅란 무엇인가? | 에너지 하베스팅(energy harvesting)은 전기기기의 전원부에 일반적으로 활용되고 있는 에너지원인 화석 연료나 전기 에너지 등을 직접 공급하지 않고, 외부 환경에 존재하는 열, 바람, 빛, 진동 등으로부터 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환하여 활용하는 기술이다. 주변 환경으로부터 에너지를 수집하는 에너지 하베스팅의 개념은 바람이나 강물의 흐름을 활용한 풍차, 물레방아 등이 인류 역사를 통하여 지속적으로 활용되어 왔음을 고려할 때 전자기기가 등장하기 이전부터 존재하여 왔다고 볼 수 있다. |
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