에너지 하베스팅
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- Energy Harvesting; 에너지 수확; Micro Energy Harvesting
- 주변에 버려지는 미세한 에너지를 모아 전기로 바꿔 쓰는 기술
수 µW~수 mW 수준의 작은 전력을 다루므로 마이크로 에너지 수확이라고도 한다. 배터리 교체가 어려운 IoT 센서 노드의 전원으로 주목받는다.
| 방식 | 에너지원 | 원리 | 출력 규모 |
|---|---|---|---|
| 광 발전 | 빛 | 광전 효과 (태양전지) | 실외 10 mW/cm², 실내 10 µW/cm² |
| 압전 발전 | 진동·압력 | 압전 효과 — 결정에 힘을 가하면 전압이 생긴다 | 수백 µW |
| 열전 발전 | 온도 차 | 제벡 효과 — 두 접점의 온도차로 기전력 발생 | 수십 µW ~ mW |
| 전자기 유도 | 운동·회전 | 코일과 자석의 상대 운동 | mW 급 |
| RF 수확 | 전파 | 방송·통신 전파를 렉테나로 정류 | 수 µW |
| 정전 발전 | 진동 | 가변 커패시터의 정전용량 변화 | 수십 µW |
- 변환 소자 — 위의 방식으로 전기를 만든다
- 전력 관리 회로(PMIC) — 정류하고 승압한다. MPPT 로 최대 전력점을 추종한다
- 저장 소자 — 슈퍼커패시터나 박막 전지에 모은다
- 부하 — 센서와 무선 통신 모듈. 모은 전력이 임계치를 넘을 때만 동작한다
- 출력이 작고 간헐적이다 → 저장과 전력 관리가 핵심이다
- 변환 효율이 낮다
- 환경 조건에 따라 발전량이 크게 변한다
- 무선 센서 네트워크, 구조물 건전성 감시
- 웨어러블 기기, 체온 발전 시계
- 스마트 빌딩의 무배선 스위치
- 타이어 압력 감시(TPMS)
