Energy harvesting, IoT라는 새로운 흐름을 만나다.

Energy harvesting, IoT라는 새로운 흐름을 만나다

 에너지 하베스팅은 주변환경으로부터 에너지를 수확하는 것이다. 쉽게 말해 하베스터(Harvestor)에 들어오는 기계적 진동, 태양 빛, 열, 정전기 등을 전기적인 에너지로 변환하여 이를 사용하는 방법이다.

[그림1. 에너지 하베스팅 소자 종류]

다만 변환해 얻을 수 있는 전력량이 필요로 되는 양에 비해 매우 적기 때문에 기술을 연구 개발 과정에 있거나, 필요한 양의 일부 보탬이 되게끔 부분적으로 적용되는 경우가 많았다. 그러나 IoT의 출현으로 인해 에너지 하베스팅 기술이 things(사물)와 만나 새로운 흐름을 만들고 있다.

IoT (Internet of things : 사물 인터넷)는 사람과 사물 데이터를 인터넷에 연결하는 것이다. IoT에는 People(사람), Things(사물), Data(정보), Process(처리)라는 네가지 요소가 있다. 인터넷과 연결되는 사물이 늘어나고 컴퓨터를 비롯한 모바일의 공급이 확대되면서 실시간으로 인터넷에 접속할 수 있는 사람이 급등함에 따라, 네 요소간의 상호작용이 풍부해지면서 데이터가 폭발적으로 증가한다. 이렇게 얻은 방대한 데이터는 분석되어 새로운 방법, 새로운 가치를 창출한다. IoT는 새 시대를 이해하는 열쇠 중 하나인 것이다. 주변 환경을 감지하여 데이터로 만드는 무선센서의 경우 에너지 하베스팅 기술이 배터리를 대체하여 편리성을 증가시키고 있다. 

[그림2. 에너지 하베스팅 모식도]

아직까지 원할한 활용을 위해선 문제가 남아 있다. 에너지 하베스팅으로는 연속적인 에너지 공급이 힘들어 센서를 계속 사용하려면 에너지 저장장치가 필요하다. 그리고 전력을 생산 혹은 충전하는 시간이 방전, 사용되는 시간보다 짧다는 한계가 있다. 게다가 에너지 하베스팅이 생산하는 작은 전력을 활용하기 위해 어플리케이션을 저전력 구동을 가능하게 만들려면 설계가 복잡해진다. 따라서 설계 복잡함을 극복하고 더 낮은 전력에서 구동 가능한 어플리케이션을 만들고, 작은 크기로 충분히 에너지를 저장할 수 있는 저장장치의 개발이 과제로 남아있다.

그렇다해도 IoT라는 강력한 동력원을 만나 에너지 하베스팅 분야의 활용에 새로운 흐름을 만들어내기 시작했다는 것만은 틀림이 없다.  그러니 관심을 가지고 지켜볼 일이다.

 

참고

하이브리드 에너지 하베스팅의 기술 및 시장 동향, 배영철교수, http://gift.kisti.re.kr/announce/analysis-report/2014/gtnet_14047.pdf

Energy Harvesting Gains Steam, ANN STEFFORA MUTSCHLER, 2016. 11. 10.
http://semiengineering.com/energy-harvesting-gains-steam/