IoT 및 웨어러블 시스템을 위한 멀티 소스 기반 에너지 수확 구조

• 영문명: Multi-Source Based Energy Harvesting Architecture for IoT and Wearable System
• 발행기관: 한국전자통신학회
• 저자명: 박현문(Hyun-Moon Park) 권진산(Jin-San Kwon) 김병수(Byung-Soo Kim) 김동순(Dong-Sun Kim)
• 간행물 정보: 『한국전자통신학회 논문지』제14권 제1호, 225~234쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 공학 > 전자/정보통신공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2019.01.30

국문 초록

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.

영문 초록

By using the Triboelectric nanogenerators, known as TENG, we can take advantages of high conversion efficiency and continuous power output even with small vibrating energy sources. Nonlinear energy extraction techniques for Triboelectric vibration energy harvesting usually requires synchronized active electronic switches in most electronic interface circuits. This study presents a nonlinear energy harvesting with high energy conversion efficiency to harvest and save energies from human active motions. Moreover, the proposed design can harvest and store energy from sway motions around different directions on a horizontal plane efficiently. Finally, we conducted a comparative analysis of a multi-mode energy storage board developed by a silicon-based piezoelectricity and a transparent TENG cell. As a result, the experiment showed power generation of about 49.2mW/count from theses multi-fully harvesting source with provision of stable energy storages.

목차

Ⅰ. Introduction

Ⅱ. Multi-source and storage EH system architecture

Ⅲ. Prototype EHSS system architecture

Ⅳ. The EHSS hardware solution test

Ⅴ. Conclusion

키워드

Triboelectric source energy storage energy harvesting DC-DC booster non-linear energy power 마찰 발전 소자 에너지 저장 에너지 하베스팅 DC-DC 부스터 비선형 에너지 발전