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대한전자공학회 2017 정기총회 및 추계학술대회

  • 일시 : 2017년 11월 24일(금) ~ 25일(토)
  • 장소 : 송도 컨벤시아

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논문분야 WISET 구분 구두
논문제목 압전소자를 이용한 자가발전 방한화 기술 연구
저자 김지미, 전순용 논문파일 Download

에너지 절감과 신재생 에너지에 대한 관심이 커지면서 다양한 형태의 에너지 생성 방법에 대한 연구가 이루어졌으며, 앞으로도 꾸준한 기술 연구가 진행될 것이다. 이러한 연구에서 에너지원으로 많이 이용되는 대표적인 것이 빛에너지 또는 열에너지를 예로 들 수 있을 것이다. 하지만 빛에너지 또는 열에너지를 이용한 에너지의 생성 및 변환을 위해서는 빛 또는 열원이있어야한다. 이러한 빛 또는 열과 같은 에너지원이 없어도 에너지 생성이 가능한 방법으로 많이 연구되어졌고, 관련 기술을 활용한 제품이 나오고 있는 것으로 진동(충격)에너지를 이용한 연구 사례라 할 수 있다. 진동을 이용하여 에너지를 생성하는데 사용되는 대표적인 발전장치로 압전소자를 이용한 발전장치가 있다.압전소자는 외부에서 소자에 가해지는 진동 또는 충격으로 발생되는 압력에너지를 전기에너지로 변환시킬수 있는 재료이다. 본 연구에서는 이러한 압전소자를 이용한 방한화 개발을 위한 실험연구를 진행하였다. 방한화는 겨울철 추운 실외에서 일하는 작업자 및 군인들의 동상 방지및 추위 극복을 위한 신발로 현재까지는 신발 소재의 보온성을 높이는 방향으로 방한화에 대한 연구가 이루어졌고, 관련 제품이 만들어졌다. 하지만 이러한 방한화의 효과에는 한계가 있으며, 매우 추운 곳에서는 추위로 인한 족부 손상 사고가 빈번하게 일어난다. 따라서 추위로부터 족부를 보호하고 작업자의 업무 효율을 높이기 위해서는 보다 능동적인 방법의 방한화가 필요하다고 본다. 본 연구에서 능동적인 방한 대안으로 신발 내부에 발열사를 이용한 안감을 봉제하여 발열이 일어날 수 있도록 하는 방법으로 고려되었다. 발열사를 통한 발열은 기존의 방한화의 보온 대책보다 실효적인 보온대책이라 판단된다. 이때 발열사에 공급되는 전기에너지는 앞서 논의된 압전소자를 신발 밑바닥에 삽입하여 방한화 착용자가 작업을 위한 움직임만으로도 전기가 생성될 수 있도록 구성되었고, 이렇게 생성된 전기에너지는 발열사를 통하여 열에너지로 변환된다. 압전소자를 이용한 자가발전 방한화 기술 개발을 위하여 본 연구에서는 크게 두 가지의 실험연구를 진행하였다. 하나는 현재 유통 또는 획득 가능한 압전소자를 이용하여 발전 특성을 알아보는 실험연구이며, 다른 하나는 발열사를 이용한 발열 특성을 알아보는 실험연구이다.

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