분야
hwpⅡ.이론
1. 스키의 원리
2. 압전효과
3. 전열효과
4. 흡착열
Ⅲ. 설계
1. 시스템 및 아이디어 제품 소개
2. 특성 및 차별성
3. 한계점 및 해결 방안
Ⅳ. 참고 문헌
겨울철 대표적인 스포츠에는 스키와 보드가 있다. 국내 스키어와 보더의 수를 합치면 2012년 기준 600만이 넘는 이용객이 스키장을 방문 하였다.
하지만 겨울을 즐기는 사람들로 가득한 스키장에서도 추위는 이용객들에겐 가장 큰 불편으로 다가온다. 이번 우리조의 설계 주제는, 스키나 보드를 탈 때 필수적인 장비인 부츠에 관한 것이다. 만약 부츠가 자체적인 동력을 이용하여 별도의 전기적인 충전 없이 따뜻함을 유지할 수 있다면, 스키어(혹은 보더)들은 자신의 체력에 맞게 더 오랜 시간 설면에서 스킹(혹은 보딩)을 즐길 수 있을 것이다. 우리 조는 스키 부츠에 초점을 두어, 사용자가 스키 부츠를 신고 힘(압력) 을 가했을 때, 이 부츠가 사용자의 압력에 반응하여 자체적인 전기를 생산해내서 이 발생된 전기적 에너지가 열에너지로 전환할 수 있도록 한다. 이 발생된 열에너지로 사용자의 부츠는 사용하는 내내 따뜻하게 유지될 수 있으며, 시판되는 충전식 발열 부츠와 달리 콘센트를 이용한 충전 없이 자체적인 전기에너지 생산으로 충전 용량에 구애받지 않고 항상 따뜻한 스킹을 가능하게 해준다. 바탕이 되는 원리를 설명하고 이어서 우리조가 설계한 아이디어 부츠를 소개하도록 하겠다.
Ⅱ.이론
1. 스키의 원리
스키는 사용자가 부츠를 신고, 허벅지와 무릎 등 하체의 힘을 이용하여 부츠에 압력을 가하는 방식으로 시작된다. 사용자의 몸무게, 자세에 따라 부츠에 가해지는 압력의 크기와 방향이 달라지는데, 부츠에 가해진 압력은 곧 플레이트로 이어져 스키어가 플레이트를 제어하며 회전과 스키딩을 자유롭게 구사할 수 있도록 해준다. 이렇게 압력이 가해진 부츠는 움직이던 플레이트의 방향을 바꿀 수 있는데, 이는 곧 회전을 발생시키는 원리가 된다. 사용자가 왼쪽으로 돌려고 하는 경우 오른쪽 플레이트에 힘을 가하고, 오른쪽으로 돌 경우 왼쪽 플레이트에 힘을 가한다. 사용자는 부츠에 압력을 가하지만 정확히는 플레이트에 힘을 가한다고 생각하고 자신의 자세를 이용하여 무게중심을 한쪽 플레이트에서 반대쪽 플레이트로 바꿔주는 운동을 계속 해야 한다.
http://en.wikipedia.org/wiki/Pvdf 위키피디아 “Polyvinylidene fluoride” properties 와 processing 참고
국제 학술지 / 김상우 교수 논문 - 하이브리드를 통한 압전소자의 에너지 변환 효율 증대
사이언스 타임즈 - 에너지 효율 36배 높이는 소자 개발 2012.03.28.
Flexible PiezoelectricEnergy Harvesting/ 송현철 도영호 한국과학기술연구원 전자자료센터
