[첨단 헬로티] 에너지 하베스팅은 IoT(사물인터넷)가 발전하면서 역할이 더 커질 것으로 보인다. IoT는 수많은 전자제품에 설치된 무선센서가 주기적으로 데이터를 수집해 중앙센터로 보내는 역할을 한다. 건물이나 댐의 안전성을 주기적으로 점검하거나 환경오염 감시, 농작물 관리 등을 할 때 곳곳에 설치한 무선센서가 중앙센터에 정보를 제공해 이상 유무를 확인할 수 있게 해준다. <사진 : 게이티이미지뱅크> IoT 등 스마트시티 기반장치의 핵심역할 기대 IoT에서 넓은 분포에 설치한 온갖 센서에 전선을 연결해 전력을 공급하는 것은 불가능하다. 배터리로 전력을 공급한다고 하더라도 배터리 수명이 다할 경우 일일이 찾아가서 교체하는 것도 시간과 노력이 많이 소요되는 일이다. 이 역할을 에너지 하베스팅이 할 수 있다. 실제로 미국의 마이드(MIDE)사는 유연하면서 잘 깨지지 않는 암전소자를 개발해 무선 센서의 자가 발전장치용도로 상용화하기도 했다. IoT 분야와 함께 에너지 하베스팅의 역할이 기대되는 분야가 스마트워치 등의 웨어러블 기기다. 비교적 전력소모가 적고, 몸에 지닐 수 있어 신체 에너지 하베스팅 등을 통해 전력을 공급할 수 있기 때문이다. 한 전문가는
[첨단 헬로티] 에너지전환기다. 전 세계적으로 기존 화석 연료에서 신재생에너지로 전환하는 노력이 계속되고 있다. 에너지전환이 이뤄지면서 주목받기 시작한 기술이 있다. 바로 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이다. 에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 수집해 전기로 바꿔주는 기술이다. 사람의 열에너지나 조명의 빛에너지, 자동차나 비행기가 움직일 때 발생하는 진동 등을 모두 에너지로 바꿔줄 수 있다. 영국의 시장조사기관인 아이디테크엑스(IDTechEx)는 오는 2020년 세계 에너지 하베스팅 시장규모를 약 43억 7,000만 달러(한화 약 4조 7,294억 원)로 전망했다. <사진 : 게티이미지뱅크> 버려지는 에너지, 다시 쓰자! 스마트폰 없이 살 수 없는 세상이 됐다. 전화도, 문자도, 사진도, 인터넷도, 게임도, 영화 시청도 모두 스마트폰으로 하는 시대가 됐다. 지하철이나 버스를 탔을 때 대부분 사람이 스마트폰을 보고 있고, 주변만 보아도 스마트폰 없이 못 사는 사람들을 쉽게 찾아볼 수 있다. 그런데 문제가 있다. 배터리다. 과거에는 여분용 배터리가 있어 교체하면 됐지만, 지금은 스마트폰에 장착된 배터리가 한 개라 교체도 힘들다. 그렇
에너지 하베스팅 시스템을 이용한 웨어러블 애플리케이션은 적절한 동작을 위해 수 μW대에서 1W 이상에 이르기까지 다양한 수준의 전력 레벨을 필요로 한다. 이에 따라 시스템 디자이너가 선택의 폭을 넓힐 수 있도록 다양한 전력 변환 IC 제품들이 나와 있다. 그러나 이 전력 스펙트럼상에서 nA대 전류를 변환해야 하는 하단부의 경우 IC 선택폭이 제한적이다. 휴대 전원 애플리케이션 분야는 광범위하며 그 유형도 여러 가지다. 휴대 전원 제품은 수 μW의 평균 전력을 소모하는 WSN(Wireless Sensor Node)에서부터 수백 와트-시 배터리 팩을 사용하는 카트 기반 의료용 및 데이터 포착 시스템에 이르기까지 다양하다. 그런데 이러한 다양성과는 별개로, 디자이너들은 갈수록 높아지는 기능을 지원하기 위해 계속해서 더 높은 전력을 필요로 하며, 이용할 수 있는 어떤 전원 소스로든 배터리를 충전하고 싶어한다는 공통적인 경향을 발견할 수 있다. 첫 번째 경향을 충족시키려면 배터리 용량을 높여야 한다. 그러나 사용자는 인내심이 많지 않으므로, 이와 같이 높아진 용량을 적정한 시간 내에 충전해야 하며 그러기 위해서는 충전 전류를 높여야 한다. 그리고 두 번째 경향을 충족