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광 에너지수확 시스템을 위한 새로운 전력관리회로 디자인

전문가 제언: ○ 무선센서네트워크(Wireless Sensor Network, WSN)는 여러 개의 센서노드(sensor nodes)들로부터 무선으로 정보를 수집하는 네트워크를 말한다. 이 센서노드는 주변 환경에 대한 정보(온도, 습도, 오염, 위치, 빛, 열, 온도, 압력 등)를 자발적으로 수집하는 센서들로 구성된다. WSN은 유선 네트워크보다 개발하기가 쉽고 운용하기가 쉽기 때문에 사물인터넷(internet of things, IoT)의 핵심기술이 되고 있다.

○ WSN은 빌딩의 에너지 모니터링 및 제어를 비롯한 여러 분야에서 활용되면서 활용분야가 빠른 속도로 확대되고 있다. 그러나 WSN 기술을 채용 할 때 어려운 문제는 제한된 수명의 전지를 이용하는데 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 스마트 에너지수확 솔루션을 활용할 필요가 있다. 이 논문의 초점은 실내 광원을 이용한 새로운 전력관리 시스템을 사용하여 스마트 에너지 솔루션을 제공하는 데에 있다.

○ 새로운 접근 방식은 mW미만의 광기전력 셀을 위한 MPPT 개념에 기반을 둔 개방전압(FOCV)을 이용하는 방법이다. 이를 위해 전력관리를 통하여 소비전력을 최소화하고 MPPT 출력전압은 최대로 하여 mW 파워 레벨에서 전력전환을 최대로 하는 것이다. 소비전력 최소화와 새로운 MPPT 전력관리로 0.5 mW의 입력 전원으로 81%의 에너지 변환효과를 달성하였다. 이는 일반적인 사무실/주거 건물의 조명을 이용하여 장기간 WSN 전원을 작동할 수 있는 목표를 달성한 것이다.

○ 국내에서 에너지수확은 신 재생에너지 전력화 사업을 위한 효율적인 솔라 셀 연구에 집중되어 있다. MPPT제어기능을 개선한 빛에너지 하베스팅 회로(인천대 2013)연구는 본 연구와 매우 유사한 주제다. 그러나 테스트 광원이 10klux로서 본 연구(500lux)와는 달리 재활용에너지는 아니다. 우리는 지금 지구의 대기환경뿐만 아니라 지구의 지진동과 특히 북녘에서 수시로 발사하는 미사일과 핵폭발 실험정보도 정확하게 알아야 한다. 거동을 관찰해야 할 독거노인들도 점점 늘고 있다. 우리도 별도 전원 없이도 무한정으로 mW레벨의 파워전력을 사용할 수 있는 WSN 시스템연구가 활성화 될 필요가 있다.

저자: Issa Jafer , Paul Stack and Kevin MacNamee
자료유형: 니즈학술정보