KR101383975B1

KR101383975B1 - 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치

Info

Publication number: KR101383975B1
Application number: KR1020130080318A
Authority: KR
Inventors: 이승현
Original assignee: 주식회사 이엠코어
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-04-17

Abstract

전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 제공된다. 상기 장치는, 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함한다. 이로 인해, 전자가파로 소모되는 에너지의 재활용이 가능한 고효율의 전자기파 에너지 변환 및 저장 소자가 제공될 수 있다.

Description

전자기파 에너지 변환 및 저장 장치 {Electromagnetic Wave Energy Conversion and Storage Device}

본 발명은 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기파 에너지를 전기 에너지로 변환 및 저장하는 장치에 관한 것이다.

화석 연료의 고갈로 대체 에너지를 개발하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 현재 각광받는 대체 에너지로는 원자력 에너지, 태양광 에너지, 풍력 에너지 및 조력 에너지 등이 있다. 원자력 에너지의 경우 방사능 폐기물의 처리와 원자력 발전소의 건설에 막대한 비용이 소모되는 단점이 있으며, 태양광 에너지의 경우 발전 효율이 투자 비용에 못 미치고 있으며, 풍력/조력 에너지의 경우 발전소의 설치 가능한 장소가 한정적이라는 단점이 있다.

이에 대한 대안으로, 특허 공개 공부 10-2011-0003455에서 개시된 것과 같이 전자파를 이용한 유도 발전기 등, TV, 컴퓨터 등 각종 전자 기기에서 발생하는 전자기파를 에너지원으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

본 발명의 일 기술적 과제는 고효율의 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 고신뢰성의 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.

상술된 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함한다.

상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고, 상기 정류부는 제1 내지 제3 다이오드를 포함하되, 상기 제1 다이오드의 애노드는 상기 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 상기 제1 다이오드의 캐소드는 상기 교류 전류가 인가되는 제1 노드에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 애노드는 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 캐소드는 상기 커패시터의 상기 일단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 애노드는 상기 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 캐소드에는 접지가 제공되는 것을 포함할 수 있다.

상기 정류부는 제4 다이오드를 더 포함하고, 상기 제4 다이오드의 애노드에는 접지가 제공되고, 제4 다이오드의 캐소드는 상기 커패시터의 상기 일단에 연결되는 것을 포함할 수 있다.

상기 저장부는 건물의 접지봉에 의해 접지를 제공받는 것을 포함할 수 있다.

상기 접지봉의 질량이 증가할수록, 상기 저장부에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가하는 것을 포함할 수 있다.

상기 접지봉의 체적이 증가할수록, 상기 저장부에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가하는 것을 포함할 수 있다.

상기 접지봉의 전기 전도도가 증가할수록, 상기 저장부에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가하는 것을 포함할 수 있다.

상기 저장부는, 가상 접지, 콘센트 접지, 또는 중성선 접지 중에서 적어도 어느 하나에 의해 접지를 제공받는 것을 포함하는 할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 저장부가 상기 가상 접지에 의해 접지를 제공받는 경우와 비교하여, 상기 저장부가 상기 콘센트 접지에 의해 접지를 제공받는 경우, 상기 교류 전류와 상기 저장부에 제공되는 접지 사이의 최대 전위차가 더 큰 것을 포함할 수 있다.

상기 교류 전류와 상기 저장부에 제공되는 접지 사이의 최대 전위차가 증가할수록, 상기 저장부에 저장되는 전기 에너지의 충전 속도가 증가하는 것을 포함할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 외부로부터 입력된 전자기파를 상기 교류전류로 변환하는 전자기파-전류 변환 소자를 더 포함하되, 상기 전자기파-전류 변환 소자는 금속 판(metal sheet)을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 외부로부터 입력된 전자기파가 변환된 교류 전류가 입력되는 제1 노드, 상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드, 상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드, 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 일단, 및 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 타단을 갖는 커패시터, 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애소드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드를 포함한다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 외부로부터 입력된 전자기파를 상기 교류 전류로 변환하여 상기 제1 노드로 출력하는 금속 판(sheet)을 더 포함하되, 상기 금속 판은 요철 구조를 갖는 것을 포함할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결된 애노드, 및 상기 커패시터의 일단에 연결된 캐소드를 포함하는 제4 다이오드를 더 포함할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 전기 접점 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 증폭부를 더 포함할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 추가회로를 더 포함하되, 상기 추가회로는, 상기 커패시터에 저장된 전기 에너지를 매 기준 시간마다 다른 장치로 전달하는 것을 포함할 수 있다.

상기 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 추가회로? 더 포함하되, 상기 추가회로는, 상기 커패시터에 저장된 전압이 기준 전압을 초과할 때마다 상기 커패시터에 저장된 전기 에너지를 다른 장치로 전달하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고 접지를 제공받는 저장부를 포함한다. 이로 인해, 전자가파로 소모되는 에너지의 재활용이 가능한, 고효율 및 고신뢰성의 전자기파 에너지 변환 및 저장 소자가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.
도 3a은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 추가회로의 변형 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 설명하기 위한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 충전된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 방전 시 발생시키는 전력을 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 본 발명의 기술적 구성을 설명하기 위해서 사용되었지만, 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 서로를 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성으로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2구성으로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 정류부(120), 및 저장부(130)를 포함한다.

상기 정류부(120)는 교류 전류를 정류할 수 있다. 상기 정류부(120)는 정류된 교류 전류를 상기 저장부(130)로 전달할 수 있다.

상기 교류 전류는 외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 교류 전류는 다양한 전자 기기(예를 들어, 컴퓨터, 냉장고, TV, 핸드폰 등)에서 발생된 전자기파가 변환되어 접지로 흘러가는 전류를 포함할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 교류 전류는 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자기파가 건물의 접지로 흘러가는 전류를 포함할 수 있다.

상술된 실시 예와는 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 전자기파-전류 변환부(110)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전자기파-전류 변환부(110)는 외부로부터 입력된 전자기파가 교류 전류로 변환될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자기파-전류 변환부(110)는 금속 판(metal sheet)을 포함할 수 있다. 상기 금속 판은 오목부 및 볼록부를 갖는 요철 형태일 수 있다.

미시적 관점에서, 상기 금속 판에 입사된 전자기파는 상기 금속 판의 표면을 타고 흐르는 교류 전류를 생성하고, 상기 교류 전류가 다시 전자기파를 발생시키고, 상기 다시 발생된 전자기파가 상기 금속 판에서 반사된다.

본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 전자기파에 의해 발생된 상기 교류 전류가 다시 전자기파로 변환되기 전에, 상기 전자기파에 의해 발생된 상기 교류 전류를 상기 정류부(120)로 전달 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 전자기파가 변환되어 생성된 상기 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.

상기 저장부(130)는 상기 정류된 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다. 상기 저장부는(130)는 접지부(140)로부터 접지를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 상기 저장부(130)는 커패시터 일 수 있다. 이 경우, 상기 커패시터의 일단은 상기 정류부(120)와 연결되어 상기 정류된 교류 전류를 입력받고, 상기 커패시터의 타단에는 접지가 제공될 수 있다. 이외에도, 상기 저장부(130)는 전기 에너지를 저장할 수 있는 다양한 소자를 포함할 수 있다.

상기 저장부(130)에 접지를 제공하는 상기 접지부(140)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(140)는 상기 건물의 접지봉일 수 있다. 이 경우, 상기 접지봉의 질량이 증가할수록, 상기 저장부(130)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다. 또한, 상기 접지봉의 체적이 증가할수록, 상기 저장부(130)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다. 또한 상기 접지봉의 전기 전도도가 증가할수록, 상기 저장부(130)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다.

다른 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 가정용 전자 기기(예를 들어, 냉장고, 컴퓨터, 세탁기 등)에서 발생된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(140)는 콘센트 접지일 수 있다.

또 다른 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 휴대용 전자 기기(예를 들어, 핸드폰, MP3 플레이어 등)에서 발생된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(140)는 가상 접지 또는 중성선 접지 일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 접지부(140)를 더 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.

외부로부터 전자기파가 수신될 수 있다.(S110) 상기 전자기파는 각종 전자 기기에서 발생된 것을 포함할 수 있다. 상기 전자기파는 교류 전류로 변환 될 수 있다.(S120) 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전자기파는 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전자기파-전류 변환부(110)에 의해 교류 전류로 변환될 수 있다. 상기 교류 전류가 정류될 수 있다.(S130) 상기 정류된 교류 전류가 도 1을 참조하여 설명된 상기 저장부(140)에 저장될 수 있다.(S140)

도 3a은 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 회로도이다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124), 및 상기 다이오드들(121, 122, 123, 124)과 연결된 커패시터(132)를 포함할 수 있다.

교류전류 출력부(112)는 전자기파를 교류 전류로 변환하여 제1 노드(N1)로 출력한다. 상기 교류전류 출력부(112)는 도 1을 참조하여 설명된 전자기파-전류 변환부(110)일 수 있다. 이와는 달리, 상기 교류전류 출력부(112)는 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 출력하는 각종 전자 기기일 수 있다.

상기 제1 다이오드(121)의 캐소드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(122)의 애노드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(122)의 캐소드는 상기 커패시터(132)의 일단(132a)에 연결될 수 있다. 상기 제1 다이오드(121)의 애노드는 상기 커패시터(132b)의 타단(132b)에 연결될 수 있다.

상기 제3 다이오드(123)의 애노드는 상기 제1 다이오드(121)의 상기 애노드와 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(123)의 캐소드는 접지부(142)와 연결되어, 상기 제3 다이오드(123)의 상기 캐소드에 접지가 제공될 수 있다. 상기 접지부(142)는 도 1을 참조하여 설명된 접지부(140)와 동일한 것을 포함할 수 있다.

상기 제4 다이오드(124)의 캐소드는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)과 연결될 수 있다. 상기 제4 다이오드(124)의 애노드는 상기 접지부(142)와 연결되어, 상기 제4 다이오드(124)의 상기 애노드에 접지가 제공될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)은 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하여, 상기 커패시터(132)로 전달할 수 있다. 상기 커패시터(132)는 상기 정류된 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.

구체적으로, 상기 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류 중 (+) 극성을 갖는 교류 전류는 상기 제2 다이오드(122)를 통과하여 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 저장되고, 상기 커패시터(132)에 (+) 극성을 갖는 교류 전류가 저장되는 동안 상기 제3 다이오드(123) 및 상기 접지부(142)는 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공할 수 있다.

상기 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류 중 (-) 극성을 갖는 교류 전류는 상기 제1 다이오드(121)을 통과하여 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 저장되고, 상기 커패시터(132)에 (-)극성을 갖는 교류 전류가 저장되는 동안 상기 제4 다이오드(124) 및 상기 접지부(142)는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.

도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3b를 참조하면, 도 3a를 참조하여 설명된 교류전류 출력부(122), 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124), 커패시터(132), 및 접지부(142)가 제공된다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b)과 연결된 추가 회로(150)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 전기 접점 스위치 일 수 있다. 이 경우, 상기 커패시터(132)의 양단들(132a, 132b)에 저장된 전기 에너지가 일정 수준이상 충전 되는 경우, 상기 전기 접점 스위치가 닫혀 방전 될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 과 충전으로부터 보호될 수 있다.

상술된 실시 예와는 달리, 상기 추가 회로(150)는 증폭 회로 일 수 있다. 이 경우, 상기 증폭 회로는 상기 커패시터(132)의 상기 양단들(132a, 132b)에 저장된 전기 에너지를 증폭하여 다른 장치로 제공할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 상기 추가 회로(150)는 상기 전기 접점 스위치와 상기 증폭 회로를 모두 포함할 수 있다.

도 3c 및 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 추가회로의 변형 예들을 설명하기 위한 도면들이다.

도 3c를 참조하면, 도 3a를 참조하여 설명된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터(132)의 양단에 추가회로(150b)가 연결된다. 상기 추가 회로(150b)는 타이머(T) 및 전력 전달 소자(ED)를 포함할 수 있다. 상기 추가 회로(150b)의 상기 타이머(T) 및 전력 전달 소자(ED)에 의해, 기준 시간이 경과할 때마다, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지가 다른 기기로 전달될 수 있다. 예를 들어, 매 10초가 경과 시 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 전기를 필요로 하는 다른 장치(예를 들어, TV, 냉장고 등)로 전달될 수 있다. 이와는 달리, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 상기 기준 시간마다 전력 저장 설비로 전달될 수 있다. 상기 기준 시간은 전자기파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.

도 3d를 참조하면, 도 3a를 참조하여 설명된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터(132)의 양단에 추가회로(150c)가 연결된다. 상기 추가 회로(150c)는 스위치(S) 및 전력 전달 소자(ED)를 포함할 수 있다. 상기 스위치(S)는 전기 접점 스위치 일 수 있다. 상기 전기 접점 스위치는 진공관 내에 배치될 수 있다. 상기 스위치(S)는 상기 커패시터(132)의 양단들(132a, 132b)에 연결되어, 상기 커패시터(132)에 저장된 전압이 기준 전압 이상이 되면, 닫힐 수 있다. 상기 스위치(S)가 닫히는 경우, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는, 상기 전력 전달 소자(ED)에 의해, 전기를 필요로 하는 다른 장치(예를 들어, TV, 냉장고 등)로 전달될 수 있다. 이와는 달리, 상기 커패시터(132)에 저장된 전기 에너지는 상기 기준 시간마다 전력 저장 설비로 전달될 수 있다. 상기 기준 전압은 전자기파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 설명하기 위한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것이다.

도 4를 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 4는 도 3a를 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것으로, 실험 예 1은 접지부를 생략한 것이고, 실험 예 2는 사람의 몸을 접지부로 사용한 것이고, 실험 예 3은 콘센트 접지를 접지부로 활용한 것이고, 실험 예 4는 가상 접지를 접지부로 활용한 것이다. 그리고, 데스크 탑 본체에서 발생되는 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위 차이, 및 최초 충전 속도를 측정하였다.

실험 예 1에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차는 약 5.8~6.8 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도는 약 0.02 [V/S]로 측정되었다.

실험 예 2에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차는 약 35.28 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도 약 0.5 [V/S]로 측정되었다.

실험 예 3에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차는 약 108.4 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도는 약 2.27 [V/S]로 측정되었다.

실험 예 4에서, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이이 최대 전위차는 약 99.6 [V]로 측정되었고, 커패시터에 충전되는 전압의 최초 충전 속도는 약 1.26 [V/S]로 측정되었다.

상술된 실험 예 1 내지 실험 예 4에서 알 수 있듯이, 커패시터에 접지를 제공하는 접지부의 종류에 따라서 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차가 조절되는 것을 알 수 있다. 또한, 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부의 최대 전위차가 클수록, 커패시터에 저장되는 최초 충전 속도가 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서, 커패시터에 접지를 제공하는 접지부의 종류에 따라서, 커패시터에 저장되는 전기 에너지의 충전 속도가 조절될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.

도 5를 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 3은 도 3a을 참조하여 설명한 회로도에서 접지부를 콘센트의 접지를 사용한 것이고, 비교 예 1 내지 비교 예 3은 도 3a을 참조하여 설명한 회로도에서 접지부를 가상접지로 사용한 것이다.

실험 예 1 및 비교 예 1은 전력 소비량이 400[W]인 컴퓨터에서 발생된 전자기파가 변환된 교류 전류가 정류되어 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 나타낸 것이고, 실험 예 2 및 비교 예 2는 전력 소비량이 1050[W]인 전자레인지에서 발생된 전자기파가 변환된 교류 전류가 정류되어 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 나타낸 것이고, 실험 예 3 및 비교 예 3은 전력 소비량이 100[W]인 TV에서 발생된 전자기파가 변환된 교류 전류가 정류되어 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 나타낸 것이다.

실험 예 1 및 비교 예 1에서 초기 충전 속도는 각각 2.27[V/S], 및 1.26[V/S]로 측정되었다. 실험 예 2 및 비교 예 2에서 초기 충전 속도는 각각 0.95[V/S], 및 0.75[V/S]로 측정되었다. 실험 예 3 및 비교 예 3에서 초기 충전 속도는 각각 1.2 [V/S], 및 0.9[V/S]로 측정되었다. 상술된 실험 예들 및 비교 예들에서 접지부를 콘센트 접지로 사용한 것이, 가상접지를 사용하는 것보다 초기 충전 속도가 빠른 것을 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 충전된 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치가 방전 시 발생시키는 전력을 측정한 그래프로서, 도 3a을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.

도 6을 참조하면, 도 5를 참조하여 설명된 실험 예 1 내지 실험 예 3 및 비교 예 1 내지 비교 예 3에서 전력을 측정하였다.

실험 예 1 및 비교 예 1에서 전력은 각각 61[W], 및 33.7[W]로 측정되었다. 실험 예 2 및 비교 예 2에서 전력은 각각 24.3[W], 및 19.5[W]로 측정되었다. 실험 예 3 및 비교 예 3에서 전력은 각각 20 [W], 및 13.7[W]로 측정되었다. 상술된 실험 예들 및 비교 예들에서 접지부를 콘센트 접지로 사용한 것이, 가상접지를 사용하는 것보다 전력량이 큰 것을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

110: 전자기파-전류 변환부 120: 정류부
130: 저장부 140: 접지부
112: 교류전류 출력부 121~124: 제1 내지 제4 다이오드
132: 커패시터 142: 접지부

Claims

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외부로부터 입력된 전자기파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부; 및
상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함하되,
상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고,
상기 정류부는 제1 내지 제3 다이오드를 포함하되,
상기 제1 다이오드의 애노드는 상기 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 상기 제1 다이오드의 캐소드는 상기 교류 전류가 인가되는 제1 노드에 연결되고,
상기 제2 다이오드의 애노드는 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제2 다이오드의 캐소드는 상기 커패시터의 상기 일단에 연결되고,
상기 제3 다이오드의 애노드는 상기 커패시터의 상기 타단에 연결되고, 상기 제3 다이오드의 캐소드에는 접지가 제공되는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제2 항에 있어서,
상기 정류부는 제4 다이오드를 더 포함하고,
상기 제4 다이오드의 애노드에는 접지가 제공되고, 제4 다이오드의 캐소드는 상기 커패시터의 상기 일단에 연결되는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제2 항에 있어서,
상기 저장부는,
가상 접지, 콘센트 접지, 또는 중성선 접지 중에서 적어도 어느 하나에 의해 접지를 제공받는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제2 항에 있어서,
상기 저장부가 상기 가상 접지에 의해 접지를 제공받는 경우와 비교하여, 상기 저장부가 콘센트 접지에 의해 접지를 제공받는 경우, 상기 교류 전류와 상기 저장부에 제공되는 접지 사이의 최대 전위차가 더 큰 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
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제2 항에 있어서,
상기 외부로부터 입력된 전자기파를 상기 교류전류로 변환하는 전자기파-전류 변환 소자를 더 포함하되,
상기 전자기파-전류 변환 소자는 금속 판(metal sheet)을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
외부로부터 입력된 전자기파가 변환된 교류 전류가 입력되는 제1 노드;
상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드;
상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드;
상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 일단, 및 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 타단을 갖는 커패시터; 및
상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애노드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드를 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제12 항에 있어서,
상기 외부로부터 입력된 전자기파를 상기 교류 전류로 변환하여 상기 제1 노드로 출력하는 금속 판(sheet)을 더 포함하되,
상기 금속 판은 요철 구조를 갖는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제12 항에 있어서,
상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결된 애노드, 및 상기 커패시터의 일단에 연결된 캐소드를 포함하는 제4 다이오드를 더 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제12 항에 있어서,
상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 전기 접점 스위치를 더 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제12 항에 있어서,
상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 증폭부를 더 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제12 항에 있어서,
상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 추가회로를 더 포함하되,
상기 추가회로는,
상기 커패시터에 저장된 전기 에너지를 매 기준 시간마다 다른 장치로 전달하는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.
제12 항에 있어서,
상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단과 연결된 추가회로? 더 포함하되,
상기 추가회로는,
상기 커패시터에 저장된 전압이 기준 전압을 초과할 때마다 상기 커패시터에 저장된 전기 에너지를 다른 장치로 전달하는 것을 포함하는 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치.