압전에너지 하베스팅은 생활 주변의 환경에서 발생하는 미세한 진동과 압력, 충격과 같은 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 기술과 이렇게 수확한 에너지를 저장하고 효율적으로 활용하는 일련의 과정을 일컫습니다.
학문적으로는 재료/기계/전기/전자공학을 아우르며, 기술적으로는 NT/IT/ET의 집합기술로 대표적인 융합기술의 범주에 속한다고 할 수 있습니다.
20세기들어 부족한 에너지 자원을 효율적으로 활용하기 위해 개발이 시작된 에너지 하베스팅 기술은 거의 1세기가 지난 최근에 들어 에너지 위기의식이 절정에 달하며, 학계/연구계/산업계 전반에 걸친 지대한 관심과 집중적인 개발로 기술 수준이 하루가 다르게 급성장하고 있습니다.
이에 에너지 하베스팅 산업은 스마트그리드, 유비쿼터스 산업의 발전과 맞물려 에너지 산업의 큰 비중을 차지할 것으로 예상됩니다.
저자는 본고를 집필함에 있어 압전에너지 하베스팅 기술의 현황과 향후 전망에 대한 다양한 계층의 독자들의 이해를 돕고 관심을 불러일으키기 위해 다년간 연구, 수집한 전문자료들을 되도록 쉬운 용어로 서술하려고 노력하였으며, 관련 분야의 종사자뿐만 아니라 비전공자로서 에너지 기술에 관심이 많은 일반인까지 독자층으로 염두하였습니다.
필자들이 재료공학 전공자로서 압전 소재에 대한 내용이 일부 비중있게 다루어진 측면이 없지 않지만, 에너지 하베스팅 요소 기술에 대한 전반적인 내용을 골고루 다루고자 성심껏 노력하였습니다.
이를 통해 압전에너지 하베스팅 기술에 대한 초기 기술부터 최신 기술까지 관심있는 독자들의 전반적인 기술 이해를 위해 많은 도움이 되기를 기대합니다.
제1장 에너지 하베스팅 기술 개요
제1절 진동에너지 하베스팅 기술 개요
제2절 압전에너지 하베스팅 기술
1. 압전체의 개요
2. 압전 에너지 하베스팅
가. 압전효과
나. 압전에너지 하베스팅 시스템
다. 압전에너지 하베스터 성능 강화
라. 선진 기술 개발 사례
제2장 압전에너지 하베스팅 기술 개발 현황
제1절 나노구조 에너지 하베스팅 기술
1. 국내외 기술 현황
1) 국외 기술 현황
가. 1-D 나노 구조
나. 2-D 나노 구조
다. 바이러스
2) 국내기술 현황
제2절 에너지 하베스팅 소재 기술
1. 에너지 변환용 세라믹/폴리머 복합 소재
2. 국내외 기술 현항
1) 국외 기술 현황
가. 에너지 변환용 세라믹 fiber 소재
나. Macro Fiber Composite(MFC) 개발
다. 단결정 압전 소재
라. 에너지 하베스팅 응용
마. 전기활성 고분자(EAP; Electroactive Polymer)
2) 국내 기술 현황
제3절 무선센서 네트워크용 하베스팅 기술
1. 에너지 하베스팅 기반 무선센서 네트워크
2. 에너지 저장 기술(Energy Storage)
3. 국내외 기술 현황
1) 국외 기술 현황
가. 진동에너지 변환기술
나. 하베스터 센서노드 적용
다. 무선스위치
라. 선진 기술 사례
2) 국내 기술 현황
제4절 매크로 에너지 하베스팅 기술
1. 국내외 기술 현황
1) 국외 기술 현황
가. 이스라엘
나. 일본
다. 스위스
라. 프랑스
마. 캐나다
바. 미국
2) 국내 기술 현황
가. (주)센불
나. 한국세라믹기술원
다. 한양대학교
라. 한국건설기술연구원
마. 서울대학교
제3장 압전에너지 하베스팅 산업 동향과 시장 전망
1. 기술별 에너지 하베스팅 시장 현황
2. 비소비자 시장(Non-consumer market) 현황
3. 소비자 시장 (Consumer market) 현황
제1절 압전에너지 하베스팅 산업 동향
1. 자가발전 센서기반의 전력 설비물 진단 시스템
2. 인체활동 기반 그린에너지 하베스팅 시스템
3. 무선센서 네트워크 에너지 하베스팅
4. 압전 에너지 하베스팅 관련 업체
1) MicroStrain Inc.
2) MideTechnology Corporation
3) Innowattech
4) CEA-Leti
5) Cymbet Corporation
6) Dust Networks, Inc.
7) EnOcean GmbH
8) Infinite Power Solutions Inc.
9) Powercast Corporation
10) Advanced Cerametrics, Inc.
11) Ember Corporation
12) KCF Technologies Inc.
13) Smart Material Corp.
5. 표준화 관련 현황
제2절 압전에너지 하베스팅 시장 전망
제3절 압전에너지 하베스팅 기술 특허 분석
1) 국내 특허
2) 해양 분야 에너지 하베스팅 기술
제4장 향후 전망 및 기대 효과
제1절 압전에너지 하베스팅 향후 전망
1. 기술적 측면
2. 경제·산업적 측면
3. 사회·문화적 측면 제2절 압전에너지 하베스팅 기대 효과
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