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열전기 에너지 수확 시스템

전문가 제언: ○ 본 발명의 청구법위는 일반적으로 에너지 그리고 특히 에너지 수확장치에 관련된 것이다. 특히 현재의 명세는 열전기 에너지 수확장치를 사용하여 열에너지로부터 전기에너지를 얻기 위한 방법과 기구에 관련된다. 한 기구는 구조와 에너지 수확장치로 구성한다. 그 구조는 첫째 부분과 둘째 부분을 가진다. 그 에너지 수확장치는 그 구조의 일부분로 구성된다. 그 에너지 수확장치는 첫째 부분과 둘째 부분 사이의 온도차가 일어날 때 전류가 발생하도록 되어있다.

○ 주변에서 버려지는 에너지를 수확해 전기를 생산하는 것은 에너지 하베스팅(EH) 기술로 가능하다. 이 기술은 별도의 발전장치 없이 주변에서 버려지는 에너지를 재활용해 전기를 만들어내는 기술이다. 지하철이나 기차 벽면, 에어컨 실외기의 진동, 자동차의 배기 열, 걸을 때 발뒤꿈치가 바닥을 누르는 힘 등 일상에서 쉽게 지나치는 모든 것이 에너지 수확 대상이다. 서울대 기계항공공학부 시스템 건전성 및 리스크관리연구실 윤병동 교수팀은 최근 진동하는 판에 직접 붙여 에너지를 얻을 수 있는 ‘EH스킨’을 개발했다. EH스킨은 진동하는 부분에 바로 부착해 더 많은 에너지를 수확할 수 있으며 별도의 공간이 필요 없다.

○ 한국기계연구원에서는 자동차의 배기 열을 수확해 고효율 자동차를 만들기 위해 연구 중이다. 기계연 시스템다이내믹스 연구실 김영철 팀장은 대전 유성구 기계연에서 열린 ‘EH 연구 교류회’에서 “EH기술로 고효율 자동차를 만들면 연료소비 효율이 10% 이상 향상된다.”고 말했다. 자동차의 배기열은 수백 도에 이르는데 이를 열전소자로 수집하고 엔진의 진동에너지를 압전소자로 모으면 수십 W의 전기를 얻을 수 있다. 공장이나 발전소, 빌딩에서 에너지를 수확해 빌딩 자동화와 시설물의 안전성 등을 감시하는 데 활용할 수 있다. 발전소나 빌딩 등을 자동화하고 스마트 화하려면 많은 센서가 필요하다. EH장치를 활용하여 무선센서를 작동하면 기존 에너지 사용량의 50%까지 절감할 수 있다고 본다.

저자: Mitchell, B.J., Larson, T. A.
자료유형: 특허정보