Categories: 과학

사물인터넷에 전력을 공급하는 방법들

2020년이면 500억개의 기기가 인터넷에 연결될 것으로 보입니다. 스마트 온도계와 같은 가정용 전자제품들은, 소위 “사물인터넷(Internet of Things)”라 불리며 작은 센서들을 이용해 우리의 발걸음과 소모한 칼로리, 습도와 조도를 측정하고 기록하게 될 것입니다. 그러나 이들 제품이 사용할 전력을 어떻게 공급할 것인가의 문제가 있습니다. 이를 해결하는 한 가지 방법은 에너지를 스스로 모으는 에너지-수확기술(Energy-harvesting)입니다. 사이언티픽 아메리칸은 4가지 떠오르는 에너지 수확기술의 장단점을 제시했습니다.

압전소자(Piezoelectric): 지난여름, 로체스터에 위치한 마이크로젠은 동전 크기의 볼트(the Bolt)라는 제품을 내놓았습니다. 이 제품은 주변의 진동을 흡수해 에너지로 바꿉니다. 에어컨이나 전자렌지가 만드는 작은 진동은 이 제품에 의해 전류로 바뀌게 되며 축전지나 충전지를 충전할 수 있게 만듭니다.

장점: 어느 정도까지는 개수를 늘여 생산하는 전류를 늘일 수 있습니다. 진동을 일으키는 제품들을 흔하게 발견할 수 있습니다.

단점: 만드는 전력이 낮아, 센서와 같은 저전력 기기에만 적합합니다.

태양광 에너지(Solar): 프랑스의 선파트너 사는 화면이나 다른 기기의 표면을 덮을 수 있는 투명한 태양전지를 개발했습니다. 이들은 작은 렌즈를 이용해 빛을 휘게 함으로써 광전소자를 보이지 않게 만들었습니다.

장점: 전지가 투명하기 때문에 매우 광범위하게 적용 가능합니다.

단점: 지하실이나 하수구와 같은 어두운 곳에서는 소용이 없습니다.

와이파이 반사(Wi-Fi Backscatter): 워싱턴 대학의 연구진은 텔레비젼이나 라디오파와 같은 이미 존재하는 전자파를 흡수해 역시 기존의 와이파이망에 메시지를 전송하는 기술을 만들었습니다. 이 기기는 와이파이 신호를 선택적으로 반사해 신호를 싣게 됩니다. 이들은 1년 안에 제품을 내놓으려 하고 있습니다.

장점: 충전과 전송이 동시에 이루어집니다.

단점: 와이파이 신호는 불규칙적으로 발생하므로 기기의 접속 역시 예측불가능합니다. 생산되는 전력이 낮습니다.

열전소자(Thermoelectric): 전도성 소자의 뜨거운 부분에서 차가운 부분으로 이동하는 전자를 이용합니다. 열전소자는 체온을 이용해 전류를 만들 수 있습니다. KAIST 의 연구진은 플렉서블 유리로 열전소자를 둘러쌈으로써 실용성 있는 제품을 만들었습니다. 이 제품은 실온에서 40mW를 생산할 수 있습니다.

장점: 신체와 접촉되고 있는 한, 전류는 계속 생산됩니다.

단점: 약 31도의 온도 차가 필요합니다. 웨어러블에는 적합하지만 일반적인 센서에는 적합하지 않습니다.

(사이언티픽 아메리칸)

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veritaholic

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