• Title/Summary/Keyword: 진동 에너지 하베스터

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Design and Evaluation of Piezoelectric Energy Harvester using a Finite Element Method (유한요소법을 이용한 압전 에너지 하베스터의 설계 및 평가)

  • Kim, Chul-Min;Kim, Chang-Il;Lee, Joo-Hee;Paik, Jong-Hoo;Cho, Jeong-Ho;Chun, Myoung-Pyo;Jeong, Young-Hun;Lee, Young-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.312-312
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    • 2010

  • 모터나 기계류와 같이 주변에서 발생하는 미활용 진동에너지를 전기에너지로 수확하기 위한 Piezoelectric Energy Harvester를 개발하고자 하였다. PZT-5H의 조성으로 후막세라믹 적층 구조 캔틸레버 타입의 압전시트를 통해 압전 에너지 하베스터를 제작하였다. 일반적으로 진동에너지를 수확하여 전기에너지로 변환시키는 압전 에너지 하베스팅 기술은 에너지 효율이 낮은 문제점을 가지고 있으므로 에너지 효율을 높이기 위한 방법으로 본 연구에서는 Unimorph 와 Bimorph 타입의 캔틸레버의 가로, 세로, 두께, 재료변수에 따라 발생하는 최적의 효율을 가지는 구조를 찾고자 하였다. 캔틸레버 각 변수에 따른 공진주파수 대역에서 발생하는 전압을 분석하여 50Hz의 공진주파수를 가지는 60*35*0.2mm의 캔틸레버를 설계하였다. 시뮬레이션을 통해 얻어진 결과를 실험적으로 검증하기 위해 전력량을 측정한 결과, Bimorph는 Unimorph 타입에 비해 2배가량의 향상된 발전특성을 가지며 에너지 하베스터에서 초당 $76.2\;{\mu}W$의 전력량을 가지는 것을 확인하였고 시뮬레이션 결과와의 타당성을 확인하였다.

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A study on the underwater energy harvesting characteristics of a funnel type macro fiber composite energy harvester (수중에서 퍼넬형 macro fiber composite 에너지 하베스터의 에너지 수확 특성)

  • Jongkil Lee;Jinhyo An
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.42 no.1
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    • pp.57-66
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    • 2023

  • In this paper, it was investigated how the amount of energy harvesting will be varied from the FTEH which has inlet area is wider than outer area and attaching cantilever type MFC (Macro Fiber Composite) using by theoretical and experimental approaches. When MFC length increased 50 % vibration displacement also increased 3.5 times. When thickness decreased vibration displacement increased 30.9 times. In underwater tank experiments FTEH with spiral screw, flexible support, vertical direction fabrication cases showed maximum energy harvesting more 5 times than the case of MFC installed horizontally without spiral screws and on rigid supports. When the flow speed of 0.24 m/s FTEH's optimal resistance applied 4,10 kΩ, energy storage in the capacitor was measured 4 ㎼·s during 350 seconds. It was confirmed that the charging energy can be increased by lengthening the capacitor charging time of the large-area MFC installed vertically on the flexible support at high flow speed.

  • https://doi.org/10.7776/ASK.2023.42.1.057 인용 PDF