• 감성과학
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• 제25권4호
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• pp.119-128
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• 2022

본 연구의 목적은 웨어러블 에너지 하베스팅의 전도사를 통한 효율적인 전력 전달을 위해 전도사 자수 스트치 회로에서 각도와 굽힘의 개수가 저항에 미치는 영향을 분석하고 실제 태양광 패널과의 연결을 통해 손실 전력의 변화를 연구하는 것이다. 본 연구에서는 전도사 스티치 회로의 각도를 30˚부터 180˚까지 30˚단위로 설계하였으며 저항의 측정은 analog discovery2 장비를 활용하여 측정한다. 측정한 저항값을 분석하여 저항값이 급격히 변화하는 각도의 구간에서는 5˚단위로 다시 측정하여 분석한다. 이후 분석 결과를 토대로 전도사에 가해지는 장력이 수렴하는 각도를 분석하고 해당 각도에서 스티치의 굽힘 개수를 달리하여 다시 저항을 측정한다. 스티치의 각도가 줄어들수록, 굽힘의 개수가 늘어날수록 저항은 줄어듦을 확인하고 연구결과를 토대로 스티치로 인한 손실 전력을 계산한 결과 전도사 자수 스티치가 일반적인 자수에 비해 1.61배의 손실 전력을 줄일 수 있음을 고찰한다. 이러한 결과는 웨어러블 에너지 하베스팅의 전도사를 통한 전달에서 자수의 스티치가 전력 전달에 중요한 영향을 미치는 것을 시사한다. 본 연구결과를 기반으로 후속 연구에서는 곡선 형태의 스티치, 전도사의 개수 등 다양한 형태의 스티치를 비교 분석하여 웨어러블 에너지 하베스팅이 보다 효율적으로 생산 후 저장될 수 있도록 하는 전도사 회로 설계 기술을 개발하고자 한다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권2호
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• pp.21-28
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• 2019

최근의 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크에 대한 연구는 제한된 에너지 자원 문제를 해결하여 네트워크 수명을 효율적으로 연장시킬 수 있는 기술 개발에 집중되고 있다. 에너지 하베스팅 기술은 무선신호에 포함된 에너지를 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 네트워크 수명을 지속적으로 연장시킬 수 있는 장점을 지니고 있으나 에너지를 수확하는 시간 동안에는 데이터를 전송할 수 없기 때문에 에너지 수확양이 증가할수록 데이터 전송지연도 증가하는 문제점을 지니고 있다. 이에 따라 에너지 하베스팅 무선 센서 네트워크를 설계할 때에는 네트워크 수명 연장뿐만 아니라 전송지연 축소 문제를 모두 고려하여야 한다. 본 논문에서는 네트워크에 유입되는 트래픽 양과 수확되는 에너지양에 따라 데이터 전송에 필요한 에너지를 계산하고 패킷데이터의 전송 시간을 조절함으로써 종단간 네트워크 지연을 최소화하는 MAC 프로토콜을 제안한다. 이를 위해 에너지 수확 시간을 측정하여 네트워크의 수면 시간을 조절하는 에너지 관리 메커니즘을 설계한다. 또한, 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 통하여 기존의 MAC 프로토콜보다 에너지 소비량과 종단간 지연 측면에서 성능이 향상됨을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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• pp.86-89
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• 2021

최근 에너지 하베스팅 기술이 발전하여 배터리 교체가 어려운 환경에서 동작하는 엣지 장치들에 많이 적용되고 있다. 하지만 해당 기술이 적용된 에너지 하베스팅 장치는 간헐적으로 동작하는 문제를 가진다. 이를 해결하기 위해 에너지 체커로 실시간 에너지 상태를 파악하고 에너지 상태에 따라 프로그램을 제어하는 JIT (Just-In-Time) 기반 모델이 많이 연구되고 있다. JIT 기반 모델에서 에너지 체커는 필수적이지만 상당한 에너지 오버헤드를 가지고 있다. 그렇기 때문에 본 논문에서는 에너지 체커의 에너지 오버헤드를 최소화하기 위해 저전력 에너지 체커 구현에 대한 실험을 진행했다. 내부 ADC (Analog-to-Digital Converter) 기반 에너지 체커, 내부 비교기 기반 에너지 체커, 그리고 외부 비교기 기반 에너지 체커 등 다양한 에너지 체커를 구현했고 각 에너지 체커에 대한 에너지 오버헤드를 측정 및 비교했다. 그 결과, 저전력 외부 비교기를 사용한 외부 비교기 기반 에너지 체커가 가장 작은 에너지 오버헤드를 가지는 것을 확인했다. 또한, ADC 의 측정 주기를 최적화하여 ADC 기반 에너지 체커의 에너지 오버헤드를 더욱 줄일 수 있는 가능성도 확인했다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.611-625
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• 2018

최근 무선 통신 기술의 혁신적인 발전에 따라 에너지 하베스팅을 통해 네트워크 수명을 영구적으로 연장하기 위한 네트워크 자원 최적화, QoS 보장 전송 기법, 에너지 지능적 라우팅 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 잘 알려진 바와 같이 다중-홉 RF 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서는 수확되는 에너지양의 불확실성 때문에 종단간 네트워크 전송 지연 시간을 보장하기 어려운 문제가 발생한다. 본 논문에서는 다중 홉 에너지 하베스팅 무선 네트워크에서 종단간 지연 시간을 최소화하기 위하여 상호채널 간섭(co-channel interference)으로 인한 지연, 에너지 하베스팅 시간으로 인한 지연 그리고 중계 노드에서의 큐잉 지연을 종합적으로 고려한 간섭 인지 기반의 에너지 효율적인 라우팅 메트릭과 프로토콜을 제안한다. 제안된 기법은 부하 불균형을 유발하는 패킷 혼잡을 회피하고 에너지 고갈로 인한 노드의 대기 시간을 줄이며 링크 간의 간섭으로 지연시간이 증가되지 않도록 함으로써 종단간 처리량을 최대화한다. 마지막으로 ns-3 시뮬레이터를 이용하여 처리율, 종단간 지연시간, 에너지 소비량 등의 측면에서 제안된 기법의 성능을 측정하여 기존에 제안된 기법보다 성능이 우수함을 증명한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.87-96
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• 2011

대량의 화석연료 소비로 인한 지구 생태계의 부작용에 따라 전 세계적으로 저탄소와 지속가능한 신재생에너지의 활용이 요구되고 있다. 본 논문에서는 여름철 아스팔트 포장도로에서 발생하는 열에너지를 열전현상을 이용하여 전기에너지로 변환하여 에너지 위기를 새로운 성장의 기회로 전환하려 하였다. 이를 위해 열발전소자의 전기적 특성실험과 아스팔트 포장도로 시험체에 열발전소자 매입 및 열 회수 파이프 매입 실험을 통해 에너지 하베스팅 전력을 측정하여 가장 효과적인 아스팔트 포장도로의 열에너지 하베스팅을 위한 시스템 구축방안을 검토하였으며, 결국 아스팔트 포장도로에서 발생하는 지속가능한 열 에너지원을 활용함과 동시에 환경보존과 경제성장을 도모할 수 있는 신개념의 녹색도로 사회기반시설을 제안하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.111-112
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• 2015

우리는 이 논문에서, 압전소자, 태양열판, 풍력, 전자기 유도 현상 등을 사용하여 버려지는 폐에너지를 수확하는 에너지 하베스팅의 방법에 대해 서술하고, 그것을 적용하는 아이디어 등을 설명할 것이다. 압전소자의 효율을 측정한 방법과 결과 및 그 효율을 높일 수 있는 모형에 대해 서술할 것이다. 또한, 나머지 방법들의 분석과 에측 내용을 서술할 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.1660-1671
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• 2013

본 논문에서는 빛 에너지 하베스팅 자가발전 시스템을 위한 두 가지 구조의 전력관리 회로를 제안한다. 첫 번째는, 솔라셀이 부하가 동작할 수 있는 충분한 전압을 출력하는 경우, 전력관리회로를 통해 직접 솔라셀의 에너지를 부하로 공급하는 구조이다. 두 번째는 초소형 솔라셀이나 집적화된 솔라셀에서처럼 출력전압이 0.5V 이하로 매우 작아서 부하를 직접 구동할 수 없는 경우, 전압부스터를 사용하여 충분한 전압까지 승압한 후, 이를 전력관리회로를 통해 부하로 공급하는 구조이다. 이 두 가지 구조의 전력관리 회로는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계 및 제작되었으며, 측정을 통해 성능을 비교 분석하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.225-234
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• 2019

마찰 나노 발전을 활용한 TENG(: Triboelectric nanogenerators)는 작은 진동에서 높은 변환 효율과 지속적인 전력을 얻을 수 있는 장점이 있다. 하지만, 마찰 전기 에너지 수집을 위해서는 비선형 에너지 추출 기술이 요구되며, 연결 인터페이스 회로를 통한 동기화 기반의 능동적인 스위치회로가 요구된다. 본 연구는 사람으로의 움직임으로부터 발생한 비선형(non-linear) 에너지를 효율적으로 저장하는 기법을 제시하였다. 또한, 개발된 보드는 서로 다른 방향으로 움직이는 동작으로부터 발생하는 에너지를 효율적으로 수확하고 저장할 수 있다. 본 연구에서 개발된 실리콘기반 압전기반의 TENG 셀과 다중모듈이 연결 가능한 에너지 하베스팅 보드의 측정하였다. 결과적으로, 다중입력 에너지 수집환경에서 안정적인 에너지의 저장 유지를 통해 약 49.2mW/count를 발전하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.267-271
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• 2012

본 논문에서는 빛 에너지 하베스팅을 위한 전력관리회로를 제안한다. 솔라셀이 센서노드가 동작할 수 있는 충분한 전압을 출력할 경우는 Power Management Unit(PMU)를 통해 직접 솔라셀의 에너지를 부하로 공급하고, 솔라셀의 출력전압이 센서노드가 동작하기에 충분치 않다면 voltage booster(VB)를 통해 충분한 전압까지 승압하여 이를 PMU를 통해 부하로 공급하도록 설계하였다. 설계된 회로를 0.18um CMOS 공정으로 제작하여 측정한 결과, 솔라셀의 에너지를 PMU를 통해 직접 부하로 공급하는 경우는 보다 많은 에너지가 부하로 공급되었고, VB를 이용하여 PMU를 통해 부하로 에너지를 공급하는 경우는 낮은 전압을 출력하는 초소형 솔라셀에도 적용이 가능하였고 낮은 조도에서도 에너지 공급이 가능하였다.

• 토지주택연구
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• 제7권3호
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• pp.131-136
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• 2016

이 연구에서는 선행 연구에서 개발된 진동과 압력을 병합한 하이브리드 에너지하베스팅 블록의 성능을 개선하였다. 이와 같이 개선된 에너지블록의 발전 성능을 측정하고 앞서 개발된 제품들과의 에너지성능을 비교 분석하였다. 이전 모델에서는 중앙부에 압전체, 그리고 양측면에 진동인가형 전자기유도부를 배치했었다. 개선모델은 하나의 블록에 세 개의 단위모듈을 연속으로 배치하였다. 하나의 단위모듈의 상부에는 압전체를, 하부에는 세 개의 전자기부를 두는 방식으로 설계 변경하였다. 이와 같이 개선된 에너지블록에 대한 실험실 조건에서의 발전성능 평가결과, 1회 연속 가신 시에는 1.066W로 선행 대비 235%, 5회 연속 가진 시에는 1.830W로 선행대비 177%의 성능개선 효과를 얻을 수 있었다. 하이브리드 에너지블록의 개발목적은 주차장 출입부에 설치하여 차량이 에너지블록을 통과할 때 압력과 진동에 의해 전기를 생산하고자 하는 것이다. 이때 생산되는 전기는 주차장 출입구에 경광등과 LED 안내전광판 가동용으로 활용하고자 하는 것이다. 따라서 향후 실제 주차장에 설치를 통한 실험실조건과 실제조건에서의 발전성능을 검증할 필요가 있을 것으로 사료된다.