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누르면 전기가 생겨요! 압전소자

작성자이성훈|작성시간14.05.25|조회수4,663 목록 댓글 0

"압전에너지 하베스팅 시스템 설치구역"

 





위 사진에 보이는 보드를 밟기만 하면 전기가 생성된다니 정말 신기하죠?

사람이 다니는 곳에 설치하는 것만으로 전기가 생성되는 압전소자.

오늘은 이 압전소자에 대해 알아보는 시간을 갖도록 할게요.

 

 

1.압전소자는 무엇일까?

압전소자기계적 에너지 즉, 진동 혹은 압력이 가해졌을 때 압전소자의 기계적 변형에 따른 전기발생으로 발전을 하는 전기생산 기술입니다.

 

 

 

 

이온 결정들은 음이온과 양이온 동수로 되어있어요. 이는 표면에도 음이온과 양이온의 수가 동수로 같기 때문에 전기적으로 중성이랍니다. 하지만 이온결정에 힘이 가해질 경우 이들 전하들의 움직임이 다르다면 표면에 특정 전하들이 많이 쌓이게 되고, 그 표면사이에서 전기가 발생하게 되는 것이죠. 이러한 이온 결정 물질들을 압전물질이라고 한답니다.

 

 

 

2.압전, 생소하지만 뼈대 (?)있는 소자

압전소자라는 단어가 생소해 보일지는 몰라도 압전소자의 역사는 비교적 오래되었답니다.

처음 압전소자를 발견한 때가 1880년이에요. 이 때 Curie 형제에 의해 압전효과가 발견되었으니 100년이 훌쩍넘은 기술이네요.

 

물론 압전소자가 발견된 뒤로 꾸준히 사용은 되고 있었습니다. 단지 그 사용법이 전기를 생산해내는 하베스팅용으로 사용된 것이 아니라 센서용으로만 사용되고 있었을 뿐이랍니다.

 

 

 

 

3.압전소자. 어디에 사용될까?

현재 압전소자는 여러 장소에서 시험적으로 사용되고 있어요.

위에서 언급한 부산의 서면역에 사람들이 지나가는 곳에 설치되어 전기를 생성하는 방법도 있고 그 외에 다른 나라에서도 압전소자를 활용하는 사례들을 만날 수 있답니다.

 


? 

위에 아름다운 대교 사진은 일본의 고시키사쿠라 대교 입니다. 이 대교에는 압전소자가 설치되어 있어서 차량이 지나갈 때 발생하는 운동에너지를 이용하여 대교의 조명을 키는 전기를 생산한다고 합니다. 

 

그 다음 사진은 푸른 조명이 아름다운 클럽의 사진인데요.

클럽 사진을 잘 보시면 "DANCE TO SAVE THE WORLD" 라고 적힌 문구가 보이세요?  

이 사진은 영국의 한 클럽의 사진인데요. 클럽의 바닥 밑에 압전소자를 설치해서 사람들이 춤출 때 생기는 운동에너지로 전력을 생산한답니다.  춤으로 지구를 구한다. 참 재밌는 말이죠?

 

 

 

 

4.압전소자. 좋음과 나쁨.

이렇게 여러 곳에서 압전소자가 각광받고 있는 것은 바로 그린에너지라는 점에 있습니다. 오염물질을 생성하지 않고 버려지는 에너지를 전기에너지로 전환가능하다는 것입니다. 그리고 소형화와 경량화가 가능하기때문에 진동과 압력에너지가 있는 곳이면 쉽게 설치가 가능하다는 점도 또 하나의 압전소자의 장점으로 손꼽을 수 있습니다.

 

반면 가장 큰 단점은 압전소자의 효율성이랍니다. 아직까지 압전소자는 다른 그린에너지인 태양열, 수력, 풍력같은 에너지원들처럼 많은 에너지를 생산해 낼 수 없다고 합니다.

 

하지만 낙담하기는 이르답니다. 매년 꾸준히 압전소자의 효율성이 증가하고 있습니다. 그 효율성의 증가로 작은 전력이 들어가는 전자제품에 실제 적용되고 있고 또한 여러 방식의 압전소자 응용방식이 추가적으로 연구중이라고 합니다. 앞으로 우리 일상생활에 버려지는 에너지를 압전소자를 통해 다양하게 활용하는 날이 조만간 올거라고 생각되네요~

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