초록 ▼

1. 연구 목표
본 과제에서는 무선 센서노드 및 휴대 기기의 반영구적 전원공급을 위해 인간, 차량의 움직임을 비롯한 건물, 교량 혹은 인위적으로 가해지는 진동으로부터 전기에너지를 획득하는 자가발전기술 연구를 수행하고자 함.
· 주변의 저진동에너지 수집을 통한 자가발전소자의 원천기술 연구
· 비주기성 및 무지향성 진동의 수집 및 발전기술 연구
· 인체활동 기반의 저주파수 진동에너지 수확기술과 인터페이스 정류회로를 포함한 에너지 하베스팅 모듈 연구

2. 연구 내용
· 세계적으로 화석연료의 고갈과

1. 연구 목표
본 과제에서는 무선 센서노드 및 휴대 기기의 반영구적 전원공급을 위해 인간, 차량의 움직임을 비롯한 건물, 교량 혹은 인위적으로 가해지는 진동으로부터 전기에너지를 획득하는 자가발전기술 연구를 수행하고자 함.
· 주변의 저진동에너지 수집을 통한 자가발전소자의 원천기술 연구
· 비주기성 및 무지향성 진동의 수집 및 발전기술 연구
· 인체활동 기반의 저주파수 진동에너지 수확기술과 인터페이스 정류회로를 포함한 에너지 하베스팅 모듈 연구

2. 연구 내용
· 세계적으로 화석연료의 고갈과 환경오염으로 인한 에너지 문제 해결을 위해 신재생에너지 기술 연구가 폭넓게 진행되고 있으며, 특히 반영구적 소형 에너지 전원의 개발에 대한 중요성이 급격히 대두되고 있음. 최근에 무선센서 노드 및 휴대용 전자기기에 적용을 위한 반영구 전원으로써 활용하기 위하여 진동 및 열에너지, 인체동력과 같은 에너지를 수집하여 전기에너지를 획득하는 기술 연구가 선진국을 중심으로 활발하게 진행되고 있음

· 진동에너지 변환 소자는 외부 환경의 영향을 적게 받기 때문에 극악의 환경 등 에서도 활용할 수 있어, 다양한 방식의 진동에너지 수집 소자가 연구되고 있으나, 기존 연구의 경우 다음의 문제점에 당면함
- 주변에서 얻을 수 있는 진동보다 높은 주파수의 고 진동을 수집 및 변환하며, 낮은 전력을 갖고 있음
- 주변의 진동이 비주기성/무지향성을 갖는데 반해, 아직까지 단방향성의 진동에 대응하며, 기계적 공진기를 사용하기 때문에 매우 좁은 수집 진동주파수대역에서 동작함

· 따라서 본 과제에서는 위의 문제해결을 위하여 다음의 연구를 수행하였음
- 실리콘/고분자 이종접합 외팔보를 이용한 저주파수 수집의 초소형 압전에너지 수집소자
- Array 및 기계적 결합 구조를 이용한 넓은 주파수대역의 진동수집 기술 (비주기성 진동 수집) 연구
- 주파수 상향방식을 이용한 저주파수 수집의 압전 에너지 수확 소자
- 주파수 상향방식을 이용한 저주파수 수집의 초소형 인체에너지 수집소자 및 에너지 수확 모듈

3. 기대 효과
· 휴대기기 및 무선 센서 노드의 반영구적 전력 솔루션으로 활용하여 유지 보수비용 절감 및 센서노드의 반영구적 수명을 보장

· 차량 및 휴대기기의 주/보조 전원에서부터, 로봇, 의료장비, 군사용, 우주 산업, 환경 등 진동이 발생하는 모든 곳에 응용이 가능함

· 스마트 워치, 인체 모니터링 센서와 같은 웨어러블 기기의 발전으로 휴대용 전원수요가 급증하고 있는 시장개척 및 원천기술 확보를 통한 세계시장 선점 및 국가 과학기술의 위상 제고

(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
• Ⅲ. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 20