진동기반 MEMS 압전에너지 수확기

전문가 제언

○ 에너지의 수확기술은 주위 환경의 태양에너지, 열에너지 및 운동에너지를 압전, 광발전, 열전 및 유도장치를 이용하여 전기에너지로 변환하는 기술이다. 이러한 기술은 기존의 에너지원에 비해 무공해, 무한정, 지속성 및 청정에너지로서 주위의 에너지를 이용하는 것으로 앞으로 에너지원으로서 주목을 받고 있다. 에너지의 수확기술 중에서 특히 최근에 WSN(Wireless Sensor Network)기술 및 MEMS기술의 발전에 따라 센서는 어디든지 설치할 수 있게 되었지만 자체 전력공급은 대부분 기존 배터리를 이용한다.

○ 그러나 기존 배터리는 한정된 수명 때문에 한 번 전력이 소모되면 원격에 설치된 센서를 회수하여 배터리를 다시 교환해야 한다. 이러한 일들은 번거로울 뿐 아니라 많은 비용을 들게 한다. 따라서 이러한 환경에서 지속적으로 필요한 전력을 공급할 수 있는 기술이 필요한데, 주위 진동을 이용한 MEMS기술에 의한 에너지수확 기술이 최근 대체 방안의 하나로 각광을 받고 있다.

○ 진동을 전기에너지로 변환하는 데는 세 가지 타입의 전기기계 트랜스듀서가 이용된다. 즉 전자기(electromagnetic), 정전기(electrostatic) 및 압전기(piezoelectric)이다. 그런데 이 중에서 용적에 제한적인 무선 센서노드용 MEMS에 특별히 사용하기 위해서는 압전기 진동/전기 변환기가 매우 바람직하다. 이것은 전기기계 결합과 외부전압이 필요하지 않기 때문이다. 그러나 이러한 기술이 아직 실용화에는 많은 단점을 갖고 있기 때문에 출력증강, 주위 주파수에 대한 융통성 및 상용화에 대비한 국제표준화 등 해결할 문제점이 많다.

○ 삼성전자, LG전자도 휴대폰을 비롯한 소형 전자제품에 에너지 수확기술의 적용가능성을 검토하고 있다. 에너지 수확기술이 적용될 분야로는 배터리 장착이 곤란하거나 소비전력이 낮은 초소형 디바이스(RFID, USN센서, 웨어러블 PC, 인체삽입형 의료기기 등) 등이 될 것으로 예상하고 있다. 에너지 수확기술은 앞으로 IT, BT, NT 등 기술이 진전되면서 이 분야에서 국제간 경쟁도 치열해질 것이다. 국내 산학연의 이 분야에 대한 연구개발이 더욱 요구되는 시점이다.

저자

Salem Saadon, Othman Sidek

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2011

권(호)

52

잡지명

Energy Conversion and Management

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

500~504

분석자

박*준

분석물

• 진동기반 MEMS 압전에너지 수확기.pdf [237,342 byte]

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