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SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요 35

제1절 연구개발과제의 개요 35

1. 연구개발의 목적 35

제2절 연구개발의 필요성 40

1. 신·재생에너지 연구개발 배경 40

2. 해외 신·재생에너지 연구개발 동향 41

3. 연구개발의 필요성(중요성) 43

제2장 국내외 기술개발 현황 49

제1절 국내·외 관련기술 및 산업동향 49

1. 국외 관련기술 및 산업동향 70

2. 국내 관련기술 및 산업동향 78

제2절 국내·외 관련 특허 동향 82

1. 에너지 수확(Energy Harvesting) 기술 84

2. ULP 컴퓨터 및 프로토콜 86

3. WBAN 88

4. USN(Ubiquitous Sensor Network) 90

제3절 정부지원정책 현황 92

1. 관련법령, 정부 정책 및 담당기관 92

2. 정부지원 정책사업 종류와 현황 92

제4절 종합 결론 93

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 95

제1절 연구개발의 이론적 배경 95

제2절 연구개발 목표 97

1. 연구개발 목표 및 내용 97

제3절 연구내용 및 연구결과 106

1. 압전 기술을 이용한 전력발생 모듈 제작 106

2. 압전 충전회로제작 및 압전발전모듈 평가 212

3. 압전무선스위치 제작 270

4. 현장설치 및 테스트 278

제4장 목표달성도 및 관련분야에서의 기여도 337

제1절 연구개발 목표 달성도 337

1. 당해년도 연구개발 목표 337

제2절 관련분야의 기여도 339

1. 기술적 측면 339

2. 사회·경제적 측면 340

3. 타 산업에 미치는 효과 340

4. 기타 341

제5장 연구개발결과의 활용계획 343

제1절 연구결과의 활용방안 343

1. 기대성과 및 파급효과 343

제2절 연구결과의 기업 활용방안 344

1) 참여기업의 현황분석 344

2) 참여기업별 연계방안 및 추진전략 344

제3절 추가연구개발의 필요성 345

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 347

제1절 해외 연구 동향 347

1) 「주식회사음력발전(株式會社音力發電)」 347

2) 주요 제품의 기능 및 스펙 350

제7장 참고문헌 361

〈표 1-1〉 세계 에너지 가채 매장량 및 가채 년수 35

〈표 1-2〉 국내 터널 기준 전력소비 지표 46

〈표 2-1〉 압전 발전 일본 국내시장 규모 예측 52

〈표 2-2〉 Energy Harvesting에 활용될 수 있는 다양한 에너지원 69

〈표 2-3〉 국외기술 동향 71

〈표 2-4〉 연구수행 기관 72

〈표 2-5〉 Characteristics of Vibration Power Generators 77

〈표 2-6〉 주요 특허 리스트 82

〈표 2-7〉 각 국가의 년도별 u-Scavenging 관련 기술의 특허출원 추이 84

〈표 2-8〉 u-Scavenging 관련 특허 목록 85

〈표 2-9〉 SWOT 분석 93

〈표 3-1〉 진동자의 첨가제 분류 144

〈표 3-2〉 조성 Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 0.2 wt% Cr₂O₃ + x wt% Nb2O5 의 특성값(이미지참조) 152

〈표 3-3〉 조성 Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Cr₂O₃ + 1.0 wt% Nb2O5 의 특성값(이미지참조) 157

〈표 3-4〉 sheet 특성값 164

〈표 3-5〉 sheet 특성값 178

〈표 3-6〉 진동자의 첨가제 분류 179

〈표 3-7〉 동테잎 사용 여부에 따른 충격 인가 시험 결과 193

〈표 3-8〉 코팅제 코팅 전, 후의 발전량 197

〈표 3-9〉 코팅제 코팅 후 내구성 평가(함습, 항온항습, 고온) 197

〈표 3-10〉 압전 기본 회로 특성 분석비교 217

〈표 3-11〉 가속포장시험기 테스트 결과 230

〈표 3-12〉 하중시험기 테스트 결과 233

〈표 3-13〉 고장분석의 접근방법 및 내용 239

〈표 3-14〉 고장분석 절차 및 내용 240

〈표 3-15〉 신뢰성 시험의 종류 242

〈표 3-16〉 환경 시험 전의 발전특성 평가 결과 246

〈표 3-17〉 환경 시험 후의 발전특성 평가 결과 247

〈표 3-18〉 저온 시험 전 후 발전특성 값 250

〈표 3-19〉 고온 시험 전 후 발전특성 값 253

〈표 3-20〉 항온항습 시험 전 후 발전특성 값 256

〈표 3-21〉 열충격 시험 전 후 발전특성 값 259

〈표 3-22〉 염수분무 시험 전 후 발전특성 값 262

〈표 3-23〉 진동 시험 전 후 발전특성 값 265

〈표 3-24〉 LED 장치 인터페이스 모듈 동작상태 표시 276

〈표 3-25〉 LED 장치 인터페이스모듈 전기적 특성. 277

〈표 3-26〉 봉타입 자가발전 모듈의 사람하중에 의한 발전특성 288

〈표 3-27〉 블록형 압전 발전 모듈 사람보행하중에 따른 발전량 293

〈표 4-1〉 연구성과 목록 338

〈표 4-2〉 각 에너지 원천에 대한 ㎝ 단위에서 얻을 수 있는 에너지 하베스팅 양 339

〈그림 1-1〉 에너지원별 비중 확대계획 및 성장 목표 37

〈그림 1-2〉 그린에너지산업 육성 목표 38

〈그림 1-3〉 에너지 수명 비교 44

〈그림 1-4〉 세계에너지원 사용 가능 년수 45

〈그림 2-1〉 압전 발전 일본 국내시장 규모 예측 52

〈그림 2-2〉 코쿠요퍼니쳐 본사의 계단 피난 유도등과 발전량 표시 디스플레이 53

〈그림 2-3〉 후지사와 시청 발전 게이트와 발전 경로 도식화 54

〈그림 2-4〉 신 에노시마 수족관 발전지면 생명의 기념비 55

〈그림 2-5〉 케이오 세이세키 사쿠라가오카에 설치된 발전마루 55

〈그림 2-6〉 라라포트 신미사토 에코가든 내 발전지면과 풍차 56

〈그림 2-7〉 종합 안내 사인과 어린이 놀이시설 56

〈그림 2-8〉 수도고속도로사의 오색벚꽃 대교 조명과 진동발전기 58

〈그림 2-9〉 시부야역 하치 동상 앞에 인도에 묻혀있는 발전 마루와 특설 발전마루 부스 59

〈그림 2-10〉 도쿄역 발전마루 실증 실험 62

〈그림 2-11〉 실증실험을 위해 부설한 발전마루, 차량이 통과하면 좌측에 있는 출차주의 표시가 점등 63

〈그림 2-12〉 풋볼클럽 빗셀 고베 경기장 내 설치된 발전마루 64

〈그림 2-13〉 발전마루"이 아래에 깔린 인조 잔디에서 풋살을 하며, 발전 데모를 하는 학생 65

〈그림 2-14〉 커밍파라다이스 축제 당시 발전 경쟁 게임기 66

〈그림 2-15〉 후지사와 쇼난 다이 일루미네이션 점등식 당시 발전 경쟁 게임기 66

〈그림 2-16〉 X'maStep TREE와 발전마루 67

〈그림 2-17〉 신 에노시마 수족관 생명의 기념비와 크리스마스 기념 장식 68

〈그림 2-18〉 진동 에너지 하베스팅 산업분석 69

〈그림 2-19〉 압전 풍력이용 BANNER 72

〈그림 2-20〉 Cornell 대학의 Piezo-tree 및 발전 개념 73

〈그림 2-21〉 교량 진동을 이용한 압전자가발전 시스템 73

〈그림 2-22〉 무인잠수시스템연구소 AUV 장비 74

〈그림 2-23〉 압전 WINDMILL 시스템 74

〈그림 2-24〉 지하철, 도로, 교량을 활용한 압전발전시스템 74

〈그림 2-25〉 배터리가 필요 없는 무선 스위치장치(EnOcean, Inc.) 75

〈그림 2-26〉 도로, 철도, 활주로, 스마트웨이용 자가발전시스템 개념(이노와텍, 이스라엘) 76

〈그림 2-27〉 압전블록 76

〈그림 2-28〉 압전도로 76

〈그림 2-29〉 태양광 시설현황 78

〈그림 2-30〉 특허등록 현황 83

〈그림 2-31〉 u-Scavenging 기술 관련 국가별 특허출원동향 85

〈그림 2-32〉 기술별 출원건수 분포(한국) 90

〈그림 2-33〉 기술별 출원건수 분포(미국) 91

〈그림 2-34〉 기술별 출원건수 분포(일본) 91

〈그림 3-1〉 화학전지, 태양전지와 진동발전의 수명 비교 95

〈그림 3-2〉 압전 운동 에너지 수확기 휴대폰 96

〈그림 3-3〉 압전 배터리 96

〈그림 3-4〉 Energy Harvesting 연구개발 개념도 99

〈그림 3-5〉 각 모드별 변형 모습(시뮬레이션 결과) 106

〈그림 3-6〉 압전소자 1기로 구성된 Energy Harvester 107

〈그림 3-7〉 압전소자 1기로 구성된 Energy Harvester 발전특성 평가모습 108

〈그림 3-8〉 Power 계산 예시 109

〈그림 3-9〉 Energy Harvester 1회 진동에 따른 발전량 109

〈그림 3-10〉 다량의 압전 소자가 어레이된 형태의 Harvester 110

〈그림 3-11〉 압전 캔틸레버 모식도 111

〈그림 3-12〉 압전 캔틸레버 발전특성 평가방법 112

〈그림 3-13〉 무게 추 크기에 따른 시간-전력 그래프 112

〈그림 3-14〉 스프링 변화와 무게추 변화에 따른 발전특성 113

〈그림 3-15〉 스프링 상수값에 따른 압전 에너지 하베스터 발전특성 설명위한 개념도 114

〈그림 3-16〉 도로용 자가발전 모듈 구조 문제점 및 개선방법 115

〈그림 3-17〉 봉 기구물에 의한 압전 에너지 하베스터 타격방식 개념도 116

〈그림 3-18〉 발포실리콘을 이용한 봉 타입 기구물 단면도 및 실제작물 모습 116

〈그림 3-19〉 파이프관과 스프링을 이용한 봉 타입 기구물 단면도 및 실제작물 모습 117

〈그림 3-20〉 봉타입 기구물의 문제점 117

〈그림 3-21〉 개선된 봉타입 기구물 개념도 118

〈그림 3-22〉 개선된 봉타입 기구물 개념도 118

〈그림 3-23〉 봉타입 힘전달 기구물 설계도면 119

〈그림 3-24〉 봉타입 힘전달 기구물 실제작모습 119

〈그림 3-25〉 봉타입 힘전달 기구물 누름판부분 개선모습 120

〈그림 3-26〉 굴곡형 봉타입 힘전달 기구물의 설계도면, 개념도, 실제모습 121

〈그림 3-27〉 벤더형태의 압전 하베스터 122

〈그림 3-28〉 가진 실험 장치 123

〈그림 3-29〉 아크릴판 크기 변화에 따른 전압특성 그래프 124

〈그림 3-30〉 아크릴판 크기 및 동판 두께 변화에 따른 전압특성 125

〈그림 3-31〉 압전 소자 위치변화에 따른 전압 특성 125

〈그림 3-32〉 압전 소자 위치 변화와 동판 두께 변화에 따른 전압 특성 결과 126

〈그림 3-33〉 유니몰프 압전 캔틸레버 127

〈그림 3-34〉 유니몰프 압전 캔틸레버 끝단 길이변화 모습 128

〈그림 3-35〉 캔틸레버 끝단길이 4㎝ 일때의 저항 변화에 따른 전압 특성 129

〈그림 3-36〉 A 형태 캔틸레버 일때의 저항 변화에 따른 전력 특성 130

〈그림 3-37〉 A 형태 캔틸레버일때의 저항 변화에 따른 발생에너지 131

〈그림 3-38〉 B 형태 캔틸레버일때의 캔틸레버 끝단 길이변화와 저항 변화에 따른 발생 에너지 특성 131

〈그림 3-39〉 A, B 형태 캔틸레버의 저항 변화에 따른 발생 에너지 132

〈그림 3-40〉 압전 소자 폭 길이 변화한 캔틸레버 133

〈그림 3-41〉 mass 유무 변화, 저항 변화에 따른 전압파형과 전력파형(압전소자 길이비율 1) 134

〈그림 3-42〉 mass 유무 변화, 저항 변화에 따른 전압파형과 전력파형(압전소자 길이비율 1/2) 135

〈그림 3-43〉 mass 유무 변화, 저항 변화에 따른 전압파형과 전력파형(압전소자 길이비율 1/3) 136

〈그림 3-44〉 mass 유무 변화, 저항 변화에 따른 전압파형과 전력파형(압전소자 길이비율 1/4) 137

〈그림 3-45〉 mass 유무 변화, 저항 변화, 길이 비율에 따른 발생 에너지 특성 138

〈그림 3-46〉 압전소자 길이 비율 변화에 따른 발생에너지 특성 139

〈그림 3-47〉 압전소자 분극 방향 변화에 따른 압전 캔틸레버 141

〈그림 3-48〉 압전 소자 분극 변화와 저항변화에 따른 발전특성 142

〈그림 3-49〉 압전 소자 분극 별화와 저항 변화에 따른 발생 에너지 143

〈그림 3-50〉 압전 세라믹 조성 실험순서도 147

〈그림 3-51〉 Piezoelectric constant(d₃₃) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Nb2O5 + 0.2 wt% Cr₂O₃(이미지참조) 148

〈그림 3-52〉 Electromechanical coupling factor (Kp) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Nb2O5 + 0.2 wt% Cr₂O₃(이미지참조) 149

〈그림 3-53〉 XRD patterns of the Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Nb2O5 + 0.2 wt% Cr₂O₃(x＝0.0~2.0)specimens sintered at 1100~1300 ℃ for 2h.(이미지참조) 150

〈그림 3-54〉 Surface SEM images of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Nb2O5 + 0.2 wt% Cr₂O₃sintered at 1200℃ for 4h(이미지참조) 151

〈그림 3-55〉 Precision Impedance Analyzer (Agilent 4294A 40 ㎐ ~ 110 ㎒) 153

〈그림 3-56〉 Variations of the ε₃T/ε 0, kp of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Cr₂O₃ + 1.0 wt% Nb2O5 with 0≤ x ≤0.4(이미지참조) 154

〈그림 3-57〉 Variations of the D₃₃, g₃₃ of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Cr₂O₃ + 1.0 wt% Nb2O5 with 0≤ x ≤0.4(이미지참조) 154

〈그림 3-58〉 XRD patterns of PPb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Cr₂O₃ + 1.0 wt% Nb2O5 with 0≤ x ≤0.4 sintered at 1200℃ for 2h(이미지참조) 155

〈그림 3-59〉 Surface SEM images of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ x wt% Cr₂O₃ + 1.0 wt% Nb2O5 with 0≤ x ≤0.4 sintered at 1200℃ for 2h(이미지참조) 156

〈그림 3-60〉 압전 sheet 제작 과정 158

〈그림 3-61〉 탈포 모습 159

〈그림 3-62〉 Aging 위한 Ball-mill 모습 159

〈그림 3-63〉 Tape casting 장비 159

〈그림 3-64〉 압전 sheet 모습 159

〈그림 3-65〉 성형과 소결 후 시편형상 160

〈그림 3-66〉 압전 sheet 압착후 성형모습 160

〈그림 3-67〉 TG-DTA 측정값 161

〈그림 3-68〉 바인더 Burn-Out 조건 161

〈그림 3-69〉 분극기와 자동전극프리터기 162

〈그림 3-70〉 sheet의 압전특성값 163

〈그림 3-71〉 sheet Tc data 164

〈그림 3-72〉 압전 시트 소결온도 변화에 따른 밀도 값 165

〈그림 3-73〉 압전 시트 소결온도 변화에 따른 품질계수 값 165

〈그림 3-74〉 압전 시트 소결온도 변화에 따른 유전율 값 166

〈그림 3-75〉 압전 시트 소결온도 변화에 따른 압전 상수 값 166

〈그림 3-76〉 압전 시트 소결온도 변화에 따른 압전 상수 d*g 값 167

〈그림 3-77〉 압전 시트 소결온도 변화에 따른 기계결합 계수 값 167

〈그림 3-78〉 압전 시트의 온도에 대한 유전율 그래프 168

〈그림 3-79〉 압전 시트 제작과정 169

〈그림 3-80〉 2차 볼밀을 24시간 했을 시 입도분석 결과 170

〈그림 3-81〉 2차 볼밀을 48시간 했을 시 입도분석 결과 170

〈그림 3-82〉 2차 볼밀을 72시간 했을 시 입도분석 결과 170

〈그림 3-83〉 압전 시트의 히스테리시스 곡선 171

〈그림 3-84〉 압전 sheet 제작 과정 172

〈그림 3-85〉 탈포 모습 173

〈그림 3-86〉 Aging 위한 Ball-mill 모습 173

〈그림 3-87〉 Tape casting 장비 173

〈그림 3-88〉 압전 sheet 모습 173

〈그림 3-89〉 성형과 소결 후 시편형상 174

〈그림 3-90〉 압전 sheet 압착후 성형모습 174

〈그림 3-91〉 TG-DTA 축정값 175

〈그림 3-92〉 바인더 Burn-Out 조건 175

〈그림 3-93〉 분극기와 자동전극프린터기 176

〈그림 3-94〉 sheet의 압전특성값 177

〈그림 3-95〉 sheet Tc data 178

〈그림 3-96〉 압전 세라믹 조성 실험순서도 180

〈그림 3-97〉 Impedance Analyzer(Agilent 4294A 40 ㎐ ~ 110 ㎒) 181

〈그림 3-98〉 조성Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃하소 후 모습(이미지참조) 182

〈그림 3-99〉 조성Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃의 성형후와 소결 후 모습(이미지참조) 183

〈그림 3-100〉 Piezoelectric charge constant(d₃₃) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 184

〈그림 3-101〉 Piezoelectric charge constant(g₃₃) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 185

〈그림 3-102〉 d₃₃ × g₃₃ of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 185

〈그림 3-103〉 Electromechanical Coupling factor (Kp) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 186

〈그림 3-104〉 Dielectric constant(ε/εO) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 186

〈그림 3-105〉 Mechanical quality factor(Qm) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 187

〈그림 3-106〉 Dielectric dissipation factor(tanδ) of Pb(Zr0.54Ti0.46)O₃+ 1.0 wt% Nb2O5 + x wt% Fe₂O₃(이미지참조) 187

〈그림 3-107〉 전극패턴 변화 191

〈그림 3-108〉 납땜 탈리 고장 및 동테잎을 사용한 개선품 192

〈그림 3-109〉 코팅제 코팅 전, 후의 압전소자 194

〈그림 3-110〉 3종(아크릴, 실리콘, 우레탄)의 코팅제 코팅 전, 후의 단위 모듈 195

〈그림 3-111〉 자동타격기 195

〈그림 3-112〉 실리콘 코팅제 사용 여부에 따른 염수분무 시험 후 시험 sample 199

〈그림 3-113〉 압전소자 제조 공정 200

〈그림 3-114〉 발전 패(블록) 제조 공정 201

〈그림 3-115〉 발전패드 202

〈그림 3-116〉 단충형 발전패드 매설 203

〈그림 3-117〉 방수테잎을 사용한 단층 패드 및 내구성 평가 결과 204

〈그림 3-118〉 다층패드 기구물 도면 205

〈그림 3-119〉 다층패드형 발전장치 및 보호 케이스 206

〈그림 3-120〉 rack형 발전모듈 발전량 평가 방법 207

〈그림 3-121〉 rack형 발전모듈 rack 삽입수량 별 발전량 207

〈그림 3-122〉 tape caster 209

〈그림 3-123〉 고형분 함량별 압전 sheet 성형체 209

〈그림 3-124〉 소자, 부속품 및 기구물 도면 211

〈그림 3-125〉 압전 에너지 하베스팅 AC-DC 정류회로 212

〈그림 3-126〉 압전소자 어레이시 하베스팅 회로 212

〈그림 3-127〉 압전 하베스팅 회로 모습 213

〈그림 3-128〉 압전 세라믹 하베스팅 회로 213

〈그림 3-129〉 압전 세라믹 하베스팅 승압회로 214

〈그림 3-130〉 LTC3459/TSOT-23 칩 회로도 214

〈그림 3-131〉 정류 평활 회로만을 이용한 운영방법 예시 216

〈그림 3-132〉 승압 충전회로를 이용한 운영 방법 예시 216

〈그림 3-133〉 압전 에너지 하베스팅 정류회로 218

〈그림 3-134〉 압전 세라믹 하베스팅 회로 218

〈그림 3-135〉 압전 세라믹 하베스팅 승압회로 219

〈그림 3-136〉 정류 및 승압회로를 이용한 운용방법 예시 219

〈그림 3-137〉 압전무선스위치 220

〈그림 3-138〉 비교기를 통한 충전회로 221

〈그림 3-139〉 1차 및 2차 배터리 충전회로 222

〈그림 3-140〉 EEProm 222

〈그림 3-141〉 제작한 충전회로 실제 모습 223

〈그림 3-142〉 발전모듈 충전시스템 구성도 224

〈그림 3-143〉 제작한 압전발전모듈 발전특성 평가기기 224

〈그림 3-144〉 충전회로 모니터링 시스템 화면 225

〈그림 3-145〉 Cell01-04 226

〈그림 3-146〉 기존 회로와 개선한 회로 모습 228

〈그림 3-147〉 가속포장시험기 229

〈그림 3-148〉 가속포장시험기 테스트 결과 그래프 231

〈그림 3-149〉 NO.46 패드의 가속포장시험기 테스트 측정결과 231

〈그림 3-150〉 시간별 발전량 측정결과(NO 46 : 속력, 하중 : Max) 232

〈그림 3-151〉 하중시험기 232

〈그림 3-152〉 하중시험기 테스트 결과 그래프 233

〈그림 3-153〉 NO.27 패드의 하중시험기 테스트 측정결과 234

〈그림 3-154〉 공압 test 장비 235

〈그림 3-155〉 단층형 압전 패드의 구조 및 공압 test 장비를 이용하여 측정한 발전량 236

〈그림 3-156〉 고장분석의 접근 방법 모식도 240

〈그림 3-157〉 스트레스 부과방법 244

〈그림 3-158〉 발전특성 평가 장비모습 245

〈그림 3-159〉 내구성 평가를 위한 압전 발전 모듈 248

〈그림 3-160〉 발전량 평가용 자동 타격기 249

〈그림 3-161〉 열충격 시험기 249

〈그림 3-162〉 항온항습기 256

〈그림 3-163〉 열충격 사이클 모식도 259

〈그림 3-164〉 무선스위치 송신기 회로도 270

〈그림 3-165〉 무선스위치 수신기 회로도 271

〈그림 3-166〉 압전무선스위치 PCB 272

〈그림 3-167〉 무선스위치 송·수신기 모듈 273

〈그림 3-168〉 무선스위치 동작과정 274

〈그림 3-169〉 LED 장치 인터페이스 모듈 회로도 275

〈그림 3-170〉 LED 장치 인터페이스 모듈 PCB 275

〈그림 3-171〉 LED 장치 인터페이스 모듈 276

〈그림 3-172〉 LED 장치 인터페이스 모듈 딥스위치 설정 277

〈그림 3-173〉 차량하중에 의한 압전 에너지 하베스터 개념도 278

〈그림 3-174〉 도로용 압전 에너지 하베스터 제작과정 279

〈그림 3-175〉 제작한 차량용 압전 에너지 하베스터 280

〈그림 3-176〉 차량용 압전 에너지 하베스터의 차량하중에 따른 발전특성 평가모습 280

〈그림 3-177〉 압전 캔틸레버 1기에 대한 발전특성 평가 실험장비 281

〈그림 3-178〉 압전 캔틸레버 1기의 발전특성 그래프 281

〈그림 3-179〉 압전 캔틸레버 mass와 스프링 변화에 따른 발전특성 282

〈그림 3-180〉 차량속도 30 ㎞/h 일 때 시간에 대한 전압과 전력 그래프 283

〈그림 3-181〉 차량속도에 따른 압전 에너지 하베스터 발전특성 283

〈그림 3-182〉 봉타입 힘 전달 기구물 끝단에 연결할 자가발전 모듈 설계도면 284

〈그림 3-183〉 압전 에너지 하베스터 진동방향 및 실제모습 285

〈그림 3-184〉 봉타입 힘전달 기구물과 자가발전모듈 결합모습 및 내부모습 286

〈그림 3-185〉 봉타입 힘전달 자가발전모듈의 사람하중에 의한 발전특성 평가모습 287

〈그림 3-186〉 봉타입 자가발전 모듈의 사람하중에 의한 발전특성 288

〈그림 3-187〉 직접인가방식 압전 하베스터와 봉타입의 압전 하베스터의 발전특성 비교 289

〈그림 3-188〉 봉타입 자가발전 모듈의 차량하중에 의한 발전특성 평가모습 290

〈그림 3-189〉 봉타입 자가발전 모듈의 차량하중에 의한 발전특성 평가모습 290

〈그림 3-190〉 봉타입 압전 에너지 하베스터의 차량속도에 따른 시간-전력 그래프 291

〈그림 3-191〉 차량속도에 따른 봉타입 자가발전 모듈의 발전특성 292

〈그림 3-192〉 블록형 압전 발전 모듈의 사람보행하중에 따른 발전특성 평가모습 293

〈그림 3-193〉 블록형 압전 발전 모듈 차량하중에 따른 특성평가 실험모습 294

〈그림 3-194〉 블록형 압전 발전 모듈 차량속도별 따른 시간에 따른 발전특성 그래프 295

〈그림 3-195〉 블록형 압전 발전 모듈 차량속도에 따른 발전특성값 295

〈그림 3-196〉 블록형 자가발전모듈 도로매설모습 296

〈그림 3-197〉 차량속도와 차종에 따른 도로에 매설한 압전모듈의 발전특성 297

〈그림 3-198〉 봉타입 굴곡형 힘 전달 기구와 자가발전모듈 설치모습 298

〈그림 3-199〉 차량속도와 차종에 따른 굴곡형 봉타입 사용하여 설치한 압전 모듈의 발전특성 298

〈그림 3-200〉 압전패드 매설 준비작업 301

〈그림 3-201〉 압전패드 쇠틀 302

〈그림 3-202〉 압전패드 매설작업(아스콘) 303

〈그림 3-203〉 압전패드 매설작업(시멘트) 304

〈그림 3-204〉 압전패드 매설작업(노출) 305

〈그림 3-205〉 렉형 압전발전모듈 매설작업 307

〈그림 3-206〉 압전패드 매설지역 구성 308

〈그림 3-207〉 압전패드 매설 개략도 및 사진 309

〈그림 3-208〉 스포티지 현장테스트 311

〈그림 3-209〉 속도별 압전패드 발전효율 비교 311

〈그림 3-210〉 대형차량 테스트 사진 313

〈그림 3-211〉 중형차량 테스트 사진 314

〈그림 3-212〉 소형차량 테스트 사진 315

〈그림 3-213〉 차량별 발전특성(시멘트 매립) 316

〈그림 3-214〉 차량별 발전특성(아스콘 매립) 316

〈그림 3-215〉 차량별 발전특성(노출) 316

〈그림 3-216〉 매설타입별 소형차량 발전특성 317

〈그림 3-217〉 매설타입별 중형차량 발전특성 317

〈그림 3-218〉 매설타입별 대형차량 발전특성 317

〈그림 3-219〉 Rack type 하베스터의 차량 종류/속도별 발전특성 319

〈그림 3-220〉 공압을 이용한 압전패드의 발전량 테스트 322

〈그림 3-221〉 매설 후 날씨 상황 322

〈그림 3-222〉 매설 전후 압전패드 발전량 비교 323

〈그림 3-223〉 압전무선스위치 개념도 325

〈그림 3-224〉 현장설치(제주대학교) 구축장소 326

〈그림 3-225〉 가도등 배치형태 327

〈그림 3-226〉 기존 나트륨 가로등에서 LED 가로등으로 교체 328

〈그림 3-227〉 압전발전모듈 329

〈그림 3-228〉 남조로 연구테스트 도로 시험 매설 사진 331

〈그림 3-229〉 남조로 연구테스트 도로에 매설된 압전발전모듈 발전량 332

〈그림 3-230〉 현장설치을 위한 매설 시공 333

〈그림 3-231〉 압전발전모듈 매설 완료 사진 334

〈그림 3-232〉 현장설치(제주대학교)에 매설된 발전모듈에 대한 발전량 335