버려지는 에너지를 수확하라! : 에너지 만평(5)

버려지는 에너지를 수확하라! : 에너지 만평(5)

지난번에 이어 에너지 만평(5) 버려지는 에너지를 수확하라! 를 소개합니다.

제가 직접 제작한 에너지 만평에 대한 소개는 아래에 있는 지난 포스팅 글을 참고하시기 바랍니다.

2021/01/10 - [나의 에너지 이야기] - 미래 새 변혁 이끌 수소에너지! : 에너지 만평(1)

이번 만평은 에너지 하베스팅에 대한 내용입니다.  여러분 혹시 에너지하베스팅에 대해 들어보셨는지요?

에너지 하베스팅이란 일상적으로 버려지거나 사용하지 않은 작은 에너지를 수확해 사용 가능한 전기 에너지로 변환해주는 기술입니다. 

따라서 에너지 하베스팅의 범위는 대단히 넓습니다.  인체에너지, 진동, 압력, 열, 위치, 빛 등 거의 모든 활동이 에너지원이 됩니다.

에너지하베스팅 관점에서 보면 아깝게 사라지는 에너지가 어마어마합니다.  발전소의 경우 생산전력의 약 40%만 사용되고 60% 정도는 손실됩니다.  설비가 낡은 발전소는 손실률이 65% 이상 됩니다.

자동차의 운행 에너지 효율은 20%에도 미치지 못하죠. 나머지는 열과 진동으로 날아가 버립니다.

휴대전화 사용 시 발생하는 전파도 3%만 사용되고, 97%는 허공에 뿌려집니다.

사람도 마찬가지입니다.  체온이 주변보다 낮으면 열이 빠져나오는데,  깨어 있을 때는 120w 정도,  잘 때는 75w,  가볍게 움직이면 190w가 손실됩니다.

만약 힘든 운동을 할 때 버려지는 700w의 1%만 전기로 바꿔도 스마트폰 2대 이상을 충전할 수 있습니다.

에너지 하베스팅이라는 개념은 1954년 미국 벨연구소가 태양전지 기술을 공개할 때 처음 등장했습니다.

대표적으로 태양광을 수집하는 태양전지,  열을 모으는 열전소자,  진동이나 기계적 변위를 전기로 전환하는 압전소자 등이 있습니다.

특히  압전소자는 다른 소자보다 효율이 높고 작은 기기에 적용하기 쉬워 꾸준히 개발되어 왔습니다.

최근에는 전선 주변에 생기는 전자기 유도 현상을 이용하거나 와이파이(Wi-Fi)의 전파에너지를 모으는 등 새로운 기술이 잇따라 등장하고 있습니다.

에너지 하베스팅은 지난 2015년 MIT(매사추세츠공과대학)가 선정한 10대 유망기술,  한국과학기술기획평가원(KISTEP)의 의료, 정보, 에너지, 교육 등 분야에서 미래 우리 사회의 불평등 해소에 기여할 수 있는 10대 유망기술 중 하나로 선정되었습니다.

따라서 에너지하베스팅은 지구의 에너지 문제를 해결하기 위한 수단으로,  향후 적용 가능성이 무한한 분야로서 연구가 꾸준히 확대될 것으로 보입니다.

그림파일을 첨부하다 보니 만평 속의 글씨가 잘 안 보인다는 지적이 있어 아래와 같이 텍스트만 따로 적어 놓으니 참고하시기 바랍니다.

버려지는 에너지를 수확하라!

1. 에너지 하베스팅을 아시는지~. 에너지를 수확한다고?

2. 에너지 하베스팅이란 일상생활에서 버려지거나 소모되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술.

3. 대표적인 중 하나가 다양한 진동·압력·충격 형태의 기계 에너지를 활용하는 압전 발전.

4. 기계 에너지를 압전 재료에 전달하고, 장치를 이용해 전기에너지로 변환하며 전기회로를 통해 저장한다고.

5. 또한 태양광 발전기와 같이 빛을 전력으로 변환하는 기술도 일종의 에너지 하베스팅라 할 수 있으며,

6. 사람이 신체를 움직일 때 발생하는 에너지를 전력으로 변환하는 기술 등 다양한 종류가 있다고.

7. 에너지 하베스팅은 세계 10대 혁신 유망기술로 선정되기도 했듯, 이에 대한 연구는 꾸준히 확대될 것으로 보인다니.

8. 우리도 이제 에너지 하베스팅에 대한 고효율 기술을 개발하고, 적용분야에 과감히 투자하는 전략이 필요할 때.