parkyeonjae제목: 버려지는 에너지를 재사용하다 에너지 하베스팅 기술 (2차 작성)
에너지 하베스팅 기술에 관해 보고서를 쓰게 된 이유
서울에 올라가 지하철을 타는데 바닥에 철판이 깔려 있었던 적이 있다. 궁금해서 옆을 돌아보니 내가 밟은 압력으로 전기를 생산해 내고 있다는 설명글이 있었다. 이러한 경험이 내가 처음으로 겪은 에너지 하베스팅 방법이었다. 최근 러시아와 우크라이나 그리고 이란과 미국의 전쟁으로 원유 수급이 원활하지 않아 전 세계적으로 에너지 수급에 문제가 많다. 또한 지구온난화나 해수 온도 상승 같은 환경 문제가 심각해면서 친환경적으로 에너지를 생산하고 절약하는 데에 관심이 많아지고 있다. 그래서 에너지를 만들고, 절약하고, 재사용하는 기술인 에너지 하베스팅 기술에 대해 관심이 생겼고 보고서를 쓰게 되었다. 또한 에너지 하베스팅 기술이 어떻게 작동하고 우리 일상생활에서 어떻게 적용되어 쓰이는지도 궁금해져서 보고서를 쓰게 되었다.
개요
서론
1) 낭비되는 에너지
열역학 제 1법칙은 ‘에너지 보존 법칙’으로, 에너지는 새로 만들어지거나 사라지지 않고 형태만 바뀐다는 원리이다. 다시 말해, 한번 들어온 에너지는 일부는 밖으로 쓰이고 나머지는 내부에 남게 된다.
ΔU = Q – W
여기서 ΔU는 내부에너지의 변화, Q는 공급된 열, W는 외부로 한 일을 의미하며, 이 개념은 일상에서도 쉽게 떠올릴 수 있다.
열역학 제2법칙은 에너지의 흐름이 일정한 방향을 가진다는 법칙이다. 예를들어 뜨거운 물과 차가운 물을 섞으면 온도가 비슷해지는데 따뜻한 물이 차가워지는 건 자연스럽지만, 반대로 차가운 물이 스스로 뜨거워지는 일은 일어나지 않는다. 결국 열역학 제2법칙은 에너지가 시간이 지날수록 더 균일한 상태로 퍼져 나간다는 것을 보연준다.
이렇게 에너지 1법칙과 2법칙은 어떻게 보면 자명한 법칙이나. 이 과정 사이사이에는 우리가 의도하지 않는 낭비되는 에너지가 존재한다.
우리의 생활에서 버려지는 에너지가 눈에 띄지는 않지만 종종 보인다. 발전과 공정, 소각 등에서 회수되지 않은 열, 재생에너지 과잉 생산과 계통 혼잡 등으로 발생되는 전기, 발전소나 공장 등에서 배출되는 열 같은 것들 말이다.
2) 에너지 하베스팅 기술이란?
이러한 버려지는 에너지들을 수집해 전기 에너지로 변환해 쓰는 기술이 있다. 바로 에너지 하베스팅 기술인데, 광전 하베스팅에 경우 빛을 흡수해 전자를 이동시켜 전력을 만들고, 압전 하베스팅은 기계적 변형을 전기 신호로 바꾸며, 열전 하베스팅은 서로 다른 온도에서 전화의 확산으로 전위차가 생기는 열전효과를 이용해 활용된다. 이렇게 만든어지는 전기는 보통 소형이나 저전력 장치의 전원으로 쓰거나, 베터리 같은 저장장치에 축전하여 공급한다.
본론 1
에너지 하베스팅 기술의 원리
본론 2
광전 효과를 이용한 에너지 하베스팅(태양에너지)
-광전효과란?
-광전효과를 이용한 에너지 하베스팅 기술
본론 3
압전 효과를 이용한 에너지 하베스팅(중력에너지)
-압전효과란?
-압전효과를 이용한 에너지 하베스팅 기술
본론 4
열전효과를 이용한 에너지 하베스팅(열에너지)
-열전효과란?
-열전효과를 이용한 에너지 하베스팅 기술
결론