에너지 하베스팅(Energy Harvesting)

소개글

신재생에너지 중 잠재력이 큰 에너지 하베스팅 기술의 정의, 특징, 원리, 기술 동향에 관한 내용임.

목차

1.에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 이란?

2.에너지 하베스팅의 필요성

3.에너지 하베스팅의 원리
1) 압전
2) 열전
3) 광전
4) 전자기파(RF)

4.에너지 하베스팅 기술 동향

5.고찰

6.참고문헌

본문내용

1. 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 이란?

에너지 하베스팅(Energy Harvesting)은 일상적으로 버려지거나 사용하지 않은 작은 에너지를 수확하여 사용 가능한 전기 에너지로 변환해주는 기술을 의미한다.
이 개념은 1954년 미국 벨 연구소가 태양광을 에너지로 바꾸는 태양 전지 연구를 진행하면서 소개되었다. 당시 전력을 생산하는 방식은 발전기를 통한 방식만이 있었고, 그렇기 때문에 태양열 에너지와 같은 자연 에너지들은 우리가 사용하지 못하는, ‘버려지는 에너지’로 인식되고 있었다. 그래서 ‘주변의 버려지는 에너지 모아 전기를 생산한다‘는 개념의 의미로 ‘하베스트(Harvest)’라는 단어를 사용했다. 현재는 그 의미가 확장되어 자연 에너지뿐 아니라 우리 주변에서 낭비되는 모든 에너지 원을 전기 에너지로 변환하는 기술이라는 의미로 사용되고 있다. 자연적으로 흩어져 사라지는 에너지를 취한다는 의미에서 에너지 스카벤징(Energy Scavenging)이라고도 불린다.
에너지 하베스팅은 태양광, 풍력, 수력 등 자연에서 발생하는 에너지나 사람이나 기계에서 발생하는 열로 전기에너지를 생산한다. 따라서 화석연료의 고갈로 인해 발생하는 에너지 불균등화 문제나 화석연료의 사용으로 인해 발생하는 환경문제를 해결할 수 있는 기술로 주목받고 있다.
에너지 하베스팅의 종류로는 다음과 같은 것들이 있다.

- 신체 에너지 : 신체의 움직임을 통해 발생하는 체온, 정전기, 운동에너지 등 을 이용
- 광 에너지 : 태양광을 이용
- 진동 에너지 : 진동이나 압력을 가해 압전 소자를 발전시키는 방법
- 열 에너지 : 산업 현장에서 발생하는 수많은 폐열을 이용
- 전자파 에너지 : 방송전파나 휴대전화 전파 등의 전자파 에너지를 이용
- 중력 에너지 : 방지턱, 횡단보도 일시정지선 등에 공기 압력 펌프를 설치하여 차량의
중량을 이용해 공기를 압축시킨 후 압축 공기 발전을 하는 방법
- 위치 에너지 : 수력발전소의 방수구 및 화력발전소 냉각수 방수로에서 발생하는
위치에너지 차이를 이용

참고 자료

김유성, 최재웅, and 윤장혁. "특허의 토픽 진화분석을 통한 에너지 하베스팅 기술 발전 경로 추적." 지식재산연구 16.1 (2021): 169-200.
김신희, “에너지 효율화를 위한 에너지 하베스팅”, KDB미래전략연구소, (2021)
Yun, Tae Gwang, et al. "Transpiration driven electrokinetic power generator." ACS nano 13.11 (2019): 12703-12709.
Bae, Jaehyeong, et al. "Self-operating transpiration-driven electrokinetic power generator with an artificial hydrological cycle." Energy & Environmental Science 13.2 (2020): 527-534.
오유경, “에너지 하베스팅, 버려진 에너지의 재발견”, 카이스트신문, (2019)
최영준, “우리 생활 속 “압전효과 이야기”, 삼성디스플레이 뉴스룸, (2021)
심재한, “에너지 하베스팅, 무엇이기에 핫(HOT)할까?, 한국전력, (2019)
LG 네이버포스트, “열과 전기를 만드는 반도체? 열전반도체 이야기”, LG, (2018)