Power, Energy

움직임, 소리 등에서 에너지를 수확하는 새로운 기술

장종엽엔에스 2015. 1. 5. 08:58

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-05
더욱 증가하는 전자장치에 사용되는 배터리를 매번 교체하거나 충전해야만 하는지에 대한 해결책은 가까이 있을지 모른다.

에너지 수확은 인체의 움직임이나 열 만을 이용하여 무수한 소비전자제품에 전력을 공급할 수 있을 것이다. 전 세계 12개 회사들은 조명 제어와 온도 조절 시스템을 위해 주로 이런 제품들을 이미 제공하고 있지만 많은 전문가들은 이 기술에 대한 시장이 사물 인터넷을 위해 개발되고 있는 전자 장비들로 인해 더욱 발전할 것이라고 믿고 있다.

무선 에너지 수확 기술을 홍보하는 사업들의 산 라몬 기반 그룹인 엔오션 얼라이언스의 CEO인 그래햄 마틴은 이런한 기술들에 대한 응용들과 시장 가능성이 크다고 전했다.또한 그는 수 억 개의 소자들을 연결될 것으로 기대되는 사물 인터넷을 통해, 만약 모두 배터리로 전력을 공급받는다면 세계적으로 리튬을 충분히 공급받지 못하기 때문에 문제를 야기할 것이며 그래서 많은 부분이 에너지 수확을 이용해야만 할 것으로 전망했다.

이 기술의 가장 기본적인 형태들 중 하나는 신체 전력이다. 특정 물질들은 누르거나 늘렸을 때, 그들의 원자들의 움직임이 전하를 만든다. 예를 들어, 시계들은 사용자가 팔을 움직일 때 자체를 감아 수 십년 동안 이용되어 왔다. 최근 이 개념은 다수의 다른 소자들을 움직이기 위해 고려되고 있다.

소비 전자소자 대기업 필립스는 손가락 두드림으로만 전력이 공급되는 무선으로 실내 등들을 작동시키는 스위치를 판매하고 있다. 라스베이거스 2014 소비 전자 쇼에서 전시된 버클리 에코하베스터에 의해 개발된 비슷한 조명 스위치는 단순하게 이 스위치를 돌렸을 때 에너지를 얻는다.

또한 다리 힘이 에너지 컨설턴트 크리스틴 헤르처그에 따르면 유망하다고 한다. 무대를 가로질러 걷는 사람들에서 전기를 발전하여 그녀는 학교에서 건물에 필요한 전력을 공급하기 위해 걸음들을 이용할 수 있을 것이라고 블러그에 전했다.

사실, 몇 개의 유럽 나이트클럽들은 이미 전기를 발생시키기 위해 압축하는 무대들 위에서 춤추는 사람들에게서 얼마의 에너지를 공급받는다.

애플은 약간 다른 접근방법을 시도하고 있다. 작년에 얻은 특허에서, 큐페르티노 회사는 사용자가 시스템을 흔들거나 소자를 잡고 뛰거나 걸을 때 전기를 발생시키는 인쇄된 코일들을 가진 회로 보드를 근처 자석들을 이용하는 것을 제안했다. 소비제품들은 비디오 영상기록 장치, 카메라, 노트북 컴퓨터와 다른 소자들을 위해 유용할 것으로 이 기술을 전망하고 있다.

캐나다 바이오닉 파워는 전투 현장에서 군인들을 위해 배터리 전력 소자들을 재충전하기 위해 캐나다와 미국 국방부와 함께 도보 전력 무릎 브레스(brace)를 개발했다.

착용가능 기술들을 위한 전망 있는 아이디어들을 찾고 있는 콘테스트에서, 지난 5월 인텔은 휴대 장치들을 위해 착용한 특수 장치와 인체 사이 온도 차이를 전기로 전환시키는 개념에 5000달러를 수여했다. 비슷한 인체-열 기술은 운동선수, 환자와 응급처리요원들을 지원하는 소자들을 위해 전기를 공급하기 위해 오레곤 코르밸리스의 페르페투아에 의해 개발되고 있다.

소자들에 전력을 공급하기 위해 소리를 이용하는 것을 또 다른 에너지 수확 변형이다. 스탠포드 대학 공학자들은 인간 신경 시스템을 분석하고 그들의 질병을 치료할 수 있는 삽입가능 소자들에 전력을 공급하기 위해 초음파에서 전력을 만드는 스마트 마이크로칩들을 시험하고 있다.

스페인 직물 연구 연합은 인간의 심장 박동이나 다른 생체 신호들을 관찰할 수 있는 의복에 연결된 센서들에 전력을 공급하기 위해 모든 사람들 근처를 흐르는 라디오 파들에서 전기를 추출하는 것을 제안하고 있다.

연구회사 IDTechEx는 윈터그린 연구는 에너지 수확 제품들의 년간 전 세계 판매가 2019년까지 4.2억 달러의 판매를 예측하면서 현재 300백만 달러 수준이지만 2024년까지 2.6억 달러를 판매할 것으로 예측했다.

그러나, 장치들에서 일정한 에너지를 얻는 것은 복잡할 수 있다. 예를 들어, 전기를 발전하는 움직임은 유용하기 위해 일정해야만 한다. 또한, 소자들이 생산하는 전력의 양은 올해 콜럼비아 대학 연구에 따르면 그들을 이용하는 사람에 따라 다르다고 한다. 평균보다 큰 사람들이 걷고 달리거나 자전거를 탈 때 키기 작은 사람들에 비해 20퍼센트 더 많은 전력을 제공할 수 있다고 계산했다.

또한 얼마나 열성적으로 소비자들이 에너지 수확 제품들을 포용할지 분명치 않다. 이런 소자들은 많은 수 동안 비교했을 때 배터리 전력 대체제품들에 비해 적게 판매될 것으로 기대되지만 사람들은 단기간 더 싸기 때문에 단순히 배터리를 이용한 제품들의 구매를 계속할 것이다.

하지만, IDTechEx 분석가 해리 제르보스는 결국 에너지 수확이 이를 따라잡을 것으로 믿고 있다.