기계공학부 캡스톤 디자인 결과보고서

소개

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목차

1. 과제 개요 및 필요성
1) 과제의 개요
2) 과제의 필요성

2. 과제의 수행 방법, 과정, 내용 및 결과

본문내용

본 과제에서는 기계적인 진동에너지를 이용하여 하베스팅을 통해 전기에너지로 변환 및 회생하여 지속적인 자가발전이 되는 선형전자기 기반 발전기를 개발하고자 한다. 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이란 태양열, 진동, 압력 등의 에너지와 같이 우리 일상생활 주변에 산재하지만 버려지는 에너지들을 수확하여 이를 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환하는 것을 말한다. 이 중 진동에너지를 이용한 하베스터는 다른 에너지 하베스터와는 달리 주변에 존재하는 미세 진동이나 인체 활동 중 발생하는 미세한 진동부터 변압기나 다른 기계에서 발생하는 큰 진동까지 다양한 진동에너지를 생성할 수 있고 외부에 노출될 필요 없이 장치 안으로 내장이 가능하기 때문에 외부 환경의 영향을 받지 않아 삽입형 디바이스에 적용가능한 장점이 있다. 또한 진동에너지 하베스팅 방식에는 정전기(electrostatic), 전자기(electromagnetic), 압전(piezoelectric)을 이용하는 방식이 있다. 그 중 전자기 기반 방식을 이용한 방식은 높은 전력 효율을 발생하는 장점이 있어 발전기 시스템에 적용하여 지속적인 전기에너지를 생산할 수 있다. 또한 전자기 기반 방식을 적용한 발전기에는 크게 선형 발전기와 회전형 발전기가 있다. 회전형 발전기의 경우 진동이 가지는 특성인 직선운동을 그대로 적용할 수 없어 회전형 운동으로 바꾸어 주는 스크류, 체인, 기어 등의 기계적인 변환시스템이 반드시 필요하다. 이로 인해 중량이 증가하거나 복잡한 구조로 설계가 되며 유지 및 보수가 어렵다는 단점이 있지만 선형 발전기의 경우 진동특성을 그대로 이용하기 때문에 기계적 변환장치가 필요하지 않을뿐더러 회전형 발전기에 비해 구조가 단순하여 경량화 및 소형화가 가능해지며 유지 및 보수가 쉽다는 장점이 있다. 본 과제에서는 선형전자기기반 발전기의 모델링, 시뮬레이션 및 이를 통한 실험적 연구를 수행한다.

참고자료

· 없음