![[기계공학실험] Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/359/358871-0001.gif)
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![[기계공학실험] Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/359/358871-0003.gif)
![[기계공학실험] Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/359/358871-0004.gif)
![[기계공학실험] Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/359/358871-0005.gif)
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![[기계공학실험] Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/359/358871-0007.gif)
![[기계공학실험] Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/359/358871-0008.gif)
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분야
hwp2. 이론
1) Energy Harvesting
Piezoelectric Energy Harvesting
연구동향 및 응용 분야
2) Piezoelectric material
압전 효과
압전 현상
Piezoelectric Energy Harvesting의 기본 원리
3) 31 mode Response
3. 실험 결과
1) Cantilever Beam의 Spring Constant와 Elastic Modulus 측정
① Force와 Displacement에 의한 Spring Constant와 Elastic Modulus 계산
② Displacement와 Voltage 사이의 관계식
2) 임의의 가진원에 대한 측정과 Energy Harvesting의 모델링
① 공압 바이브레이터를 이용한 energy harvesting module 가진 측정
② Energy Harvesting Module 측정
* 가진원에 대한 반응 측정
③ 가진원의 모델링에 따른 Energy Harvesting Module의 전압 발생 예측 및 비교
Cantilever Beam을 이용한 Energy Harvesting Modeling
2. 이론
1) Energy Harvesting
거대 용량의 전기를 발생시키기 위한 전통적인 수력 발전, 화력 발전, 풍력 발전, 조력 발전, 태양광/태양열 발전 기술보다도 음파, 초음파, 또는 주위에서 쉽게 발생할 수 있는 소음, 떨림, 구부러짐, 수축, 신장과 같은 기계적인 변형들로부터 나오는 주변 에너지를 수확하여 전기 에너지로 변환하고 충전하는 기술을 의미한다. 이러한 기술은 아래 그림과 같은 단말 기기에 이용되어 그 기기가 설치되거나 높이는 공간에서 주위의 기계적인 진동에너지로부터 자가발전하고 자가발전한 전류를 충전/저장하며, NEMS/MEMS 기술을 적용한 전원공급용 소자로서 스스로 발전하여 반영구적인 무선 충전 특성을 갖는다.
에너지 수확(Energy Harvesters) 기술은 오랜 기간 동안 매우 적은 양의 에너지를 획득하기 때문에 USN의 경우에는 에너지가 다양한 센서에 부착된 데이터의 전송 시스템에 의해 소비되고 하면서 빨리 소모되기도 하므로 보통 커패시터 형태인 에너지 저장 서브시스템(삼성전기 MLCC 등)을 갖추게 된다. 항공기 건조, 개인용 헬스케어 모니터링 시스템, 경고 시스템 등의 다양한 애플리케이션 영역에서 에너지 회수(혹은 에너지 스캐빈징)는 수백억 달로로 성장할 가능성을 갖춘 초기 시장이다. 이제, 에너지 회수기술은 단일 기술은 아니지만 온도의 차이, 빛의 방사, 전자기장, 운동에너지 같은 사용된 에너지의 종류에 따라 구분되는 여러 가지 기술을 포괄하는 광범위한 접근법으로서 전 세계적으로 연구개발과 시장경쟁이 진행되고 있다.
Piezoelectric Energy Harvesting
압전 물질은 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 에너지 변환기로서, 무기물 및 유기물을 포함하는 많은 수의 재료가 압전 현상을 일으키는 재료로 알려져 있으며, Pb(Zr,Ti)O3와 같은 압전 세라믹스는 현재 실용적인 용도로 활용 가능한 재료이다. 이러한 기계적 에너지를 전지적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액츄에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 이러한 여러 응용분야 중에서 주변의 무제한 활용되고 있지 않은 진동에너지를 수확하여 전기에너지로 변환, 활용
전기에너지 수확 기술의 개발동향 분석, 박승창 외 1인, 정보통신연구원주간기술동향 통권 1339호(2008.3.26)
PVDF의 압전정 효과를 이용한 에너지 저장 시스템에 관한 연구, 이우훈
Foundation of MEMS, Chang Liu, Pearson Education
최신기게진동학, Imman, 이건복 외 3인 공역, 피어슨에듀케이션코리아
