A Study on Stand-Alone Electric Power Generator Using Bridge Vibration

교량진동을 이용한 진동형 자가발전기에 대한 연구

This paper presents stand-alone electric power generator using bridge vibration for charging system of health monitoring sensor unit of bridge structure. In this paper, a novel electric power generator utilizing vertical vibration is proposed, which has minimum effect of armature reaction, and the related mechanical and electrical design equations are obtained and then a pilot electric power generator has been implemented. Moreover, the free oscillation test reveals that diode characteristics of rectifier is dominant factor in charging process. Also, simulation results with the Namhae bridge data showed the validity and effectiveness for stand-alone electric power generation.

본 논문에서는 교량의 건전도 감시용 계측 유닛에 사용되는 충전시스템을 위한 교량의 상시진동을 이용한 자립형 진동발전기에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 전기자 반작용의 영향을 최소화한 진동발전기를 제안하고, 기계적 및 전기적인 설계식을 유도한 다음, 시험용 진동발전기를 제작하였다. 아울러, 실내 자유진동 실험을 수행하였고, 축전시스템에 대한 실험 결과, 정류기에 사용된 다이오드 특성이 충전과정에서 지배적임을 확인하였다. 또한, 남해대교의 진동 데이터를 Pilot 발전기에 적용하여 시뮬레이션 한 결과 진동발전기의 적용성과 효용성을 확인할 수 있었다.