KR20140094901A - Energy harvesting device - Google Patents

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KR20140094901A
KR20140094901A KR1020130007530A KR20130007530A KR20140094901A KR 20140094901 A KR20140094901 A KR 20140094901A KR 1020130007530 A KR1020130007530 A KR 1020130007530A KR 20130007530 A KR20130007530 A KR 20130007530A KR 20140094901 A KR20140094901 A KR 20140094901A
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KR
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energy harvesting
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heat
energy
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KR1020130007530A
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김진욱
강병근
박용희
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엘지전자 주식회사
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Abstract

An embodiment relates to an energy harvesting device. The embodiment provides the energy harvesting device including: a heat dissipation unit; an energy harvesting unit which produces power by harvesting the heat discharged from the heat dissipation unit; and a wireless power transmitter which transmits the power produced in the energy harvesting unit. The heat dissipation unit may be disposed on a lighting device. The heat dissipation unit may include a light emitting diode, a housing thermally in contact with the light emitting diode, and a fan discharging heat from inside the housing.

Description

에너지 수확 장치{Energy harvesting device}Energy harvesting device

실시예는 에너지 수확 장치에 관한 것이다.An embodiment relates to an energy harvesting apparatus.

버려지는 에너지들을 다시 유용한 에너지로 변환하는 에너지 수확(energy harvesting) 장치에 관심이 집중되고 있다.There is a growing interest in energy harvesting devices that convert abandoned energies back into useful energy.

주변의 에너지원으로부터 전력을 생산 공급하는 에너지 수확 방법 중 널리 알려진 것으로는 태양 전지를 이용하여 태양 에너지로부터 전력을 생산하는 방법, 제백 효과(Seeback effect)를 이용하여 열에너지로부터 전력을 발생시키는 방법, 그리고 전자기 유도현상(Faraday's law of electromagnetic induction) 또는 압전 현상(piezoelectric effect)이나 자기 변형 현상(magnetostriction effect)을 이용하여 진동 에너지로부터 전력을 생산하는 방법 등이 있다.Among the energy harvesting methods that produce and supply electric power from the nearby energy sources, there are widely known methods of generating electric power from solar energy using solar cells, generating electric power from thermal energy using seeback effect, Faraday's law of electromagnetic induction, or a method of producing electric power from vibration energy using a piezoelectric effect or a magnetostriction effect.

상술한 주변의 에너지원으로부터 수확된 에너지를 실내 공간의 조명 기구 등의 에너지원으로 사용하면 에너지를 절약할 수 있으나, 에너지 수확 장치로부터 조명 기구 등 각각의 전기 장치까지 전력을 송신하는 배선이 별도로 필요하게 되므로 전선의 설치와 유지 및 보수 비용 등이 발생할 수 있다.The energy harvested from the above-mentioned surrounding energy sources can be used as an energy source for lighting equipment in the indoor space, but it is necessary to separately supply the electric power from the energy harvesting device to each electric device such as a lighting device The cost of installation and maintenance and repair of the cable may occur.

또한, 상술한 수확된 에너지를 배터리에 저장하고 조명 기구 등에 상술한 배터리를 이용하여 전력원으로 사용할 수도 있으나, 휴대용 배터리의 충전 기능은 조명 기구 등의 전기 장치에 장시간 안정적으로 전력원으로 사용하기에 충분하지 않다.In addition, although the above-described harvested energy can be stored in a battery and used as a power source by using the above-described battery in a lighting device or the like, the charging function of the portable battery can be used for an electric device such as a lighting device for a long time and stably as a power source Not full yet.

실시예는 조명 기구나 기타 장치에서 발생하는 폐열 등을 에너지로 재생산하고, 복잡한 배선이나 기타 실내 공정 없이 실내의 조명 기구 등의 전기 장치에 에너지원으로 재사용할 수 있는 에너지 수확 장치를 제공하고자 한다.The embodiment is intended to provide an energy harvesting apparatus capable of reproducing waste heat generated in a lighting apparatus or other apparatus with energy and reusing it as an energy source in an electric apparatus such as an indoor lighting apparatus without complicated wiring and other indoor processes.

실시예는 방열 유닛; 상기 방열 유닛에서 방출되는 열을 수확하여 전력을 생산하는 에너지 수확 유닛; 및 상기 에너지 수확 유닛에서 생산된 전력을 송신하는 무선 전력 송신기를 포함하는 에너지 수확 장치를 제공한다.The embodiment includes a heat dissipating unit; An energy harvesting unit for harvesting the heat radiated from the heat radiating unit to produce electric power; And a wireless power transmitter for transmitting the power produced by the energy harvesting unit.

방열 유닛은 조명 기구에 배치될 수 있다.The heat-dissipating unit may be disposed in the lighting apparatus.

방열 유닛은 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드와 열접촉하는 하우징과, 상기 하우징 내부의 열을 방출하는 팬(fan)을 포함할 수 있다.The heat-dissipating unit may include a light-emitting diode, a housing in thermal contact with the light-emitting diode, and a fan to emit heat inside the housing.

에너지 수확 유닛은 TEG(Thermal electric generator)일 수 있다.The energy harvesting unit may be a thermal electric generator (TEG).

TEG의 고온 부분은 상기 하우징과 열접촉하고, 저온 부분이 상기 방열 유닛의 외부와 접촉할 수 있다.The high temperature portion of the TEG is in thermal contact with the housing, and the low temperature portion is in contact with the outside of the heat dissipating unit.

에너지 수확 장치는 에너지 수확 유닛에서 생산된 전력을 저장하는 전지를 더 포함할 수 있다.The energy harvesting device may further comprise a battery for storing the power produced by the energy harvesting unit.

에너지 수확 유닛에서 생산된 전력을 전지로 전송하고, 에너지 수확 장치는 전지에 전송된 전력을 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The energy harvesting apparatus may further include a control unit that transmits the power produced by the energy harvesting unit to the battery, and the energy harvesting apparatus transmits the power transmitted to the battery to the wireless power transmitter.

에너지 수확 유닛은 복수 개가 배치되고, 상기 복수 개의 에너지 수확 유닛으로부터 생산된 전력은 상기 무선 전력 송신기에서 수집될 수 있다.A plurality of energy harvesting units are disposed, and power produced from the plurality of energy harvesting units may be collected at the wireless power transmitter.

무선 전력 송신기는 RF(Radio frequency), IR(Infrared ray), Laser(ight Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 중 어느 하나로 전력을 송신할 수 있다.The wireless power transmitter can transmit power to any one of RF (Radio Frequency), IR (Infrared Ray), and Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

본 실시예에 따른 에너지 수확 장치는 발광 다이오드나 기타 조명 기구 등으로부터 폐열을 수집하여 에너지 수확장치에서 전력을 재생산하고, 재생산된 전력을 조명 장치 등으로 무선으로 송신하여 전력의 유지, 보수 비용과 시간을 절약할 수 있고, 유선 송신 방식 대신 조명 장치 등에 전지를 사용하는 방식에 비하여도 전력원의 추가나 전지의 교체 비용도 절감할 수 있다.The energy harvesting apparatus according to the present embodiment collects waste heat from a light emitting diode or other lighting apparatus, reproduces power from the energy harvesting apparatus, and wirelessly transmits the reproduced power to a lighting apparatus or the like, And it is possible to reduce the cost of addition of the power source and the replacement cost of the battery in comparison with the method of using the battery in the lighting device instead of the wire transmission method.

도 1은 에너지 수확 장치의 일실시예의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 에너지 수확 유닛의 원리를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 방열 유닛의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 에너지 수확 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 5는 에너지 수확 장치의 작용을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a structure of an embodiment of an energy harvesting apparatus,
Fig. 2 is a view showing the principle of the energy harvesting unit of Fig. 1,
FIG. 3 is a view showing an embodiment of the heat dissipating unit of FIG. 1,
4 is a view showing another embodiment of the energy harvesting apparatus,
5 is a view showing the operation of the energy harvesting apparatus.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

도 1은 에너지 수확 장치의 일실시예의 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the structure of an embodiment of an energy harvesting apparatus.

실시예에 따른 에너지 수확 장치(100)는 방열 유닛(미도시)과 방열 유닛에서 방출되는 열을 수확하여 전력을 생산하는 에너지 수확 유닛(120, energy harvester)과, 에너지 수확 유닛(120)에서 생산된 전력을 저장하는 전지(140, battery)와, 에너지 수확 유닛(120)에서 생산된 전력을 송신하는 무선 전력 송신기(150)와, 에너지 수확 유닛(120)에서 생산된 전력을 전지(140)로 전송하거나 무선 전력 송신기(150)로 전송하는 제어부(130, power management)를 포함하여 이루어진다.The energy harvesting apparatus 100 according to the embodiment includes an energy harvesting unit 120 for harvesting heat generated from a heat dissipating unit and a heat dissipating unit to produce electric power, A battery 140 for storing electric power generated by the energy harvesting unit 120, a wireless power transmitter 150 for transmitting electric power produced by the energy harvesting unit 120, And a power management unit 130 for transmitting or transmitting the wireless power to the wireless power transmitter 150.

본 실시예에서는 가정이나 사무실 등에서 사용되는 각종 전자기기 등으로부터 버려지는 열, 즉 폐열로부터 에너지를 생산할 수 있는데, 도 2에서 도 1의 에너지 수확 유닛의 원리를 도시하고 있다.In this embodiment, it is possible to produce energy from waste heat, that is, waste heat, from various electronic apparatuses used in a home or an office. In FIG. 2, the principle of the energy harvesting unit of FIG. 1 is shown.

본 실시예에 따른 에너지 수확 유닛은 TEG(Thermal electric generator)일 수 있는데, 열에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 즉, 고온(THot) 부분과 저온(TCold) 부분 사이의 온도차에 의하여 열이 이동하려는 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.The energy harvesting unit according to this embodiment may be a thermal electric generator (TEG), which can convert thermal energy into electrical energy. That is, the temperature (T Hot) portion and a low-temperature energy to heat is transferred by the temperature difference between the (T Cold) part can be converted into electrical energy.

구체적으로 설명하면 다음과 같다. TEG의 한쪽 영역 부분에 열을 가하여 다른 쪽 영역과 온도차를 형성하면, 각각의 영역이 고온(THot) 부분과 저온(TCold) 부분을 이루고, 고온(THot) 부분 내의 전자와 정공은 저온(TCold) 부분 내의 전자와 정공보다 높은 큰 열에너지를 갖게 되고, 고온(THot) 부분 내의 전자와 정공이 저온(TCold) 부분으로 이동할 수 있으며 이때 전자의 이동 방향과 반대 방향으로 전류가 흐르게 된다.Specifically, it is as follows. When applying heat to one side region portion of the TEG formed in the other side region and the temperature difference, the respective regions form the high temperature (T Hot) portion and a low temperature (T Cold) section, the high temperature (T Hot) electron and a hole in the part of the low temperature (T cold) and have a higher large thermal energy than the electrons and holes in a part, a high temperature (T hot) that electrons and holes at low temperature (T cold) movable in part, although the current in the electron transfer in the opposite direction to flow in the portion do.

TEG의 고온 부분(THot)은 하우징과 열접촉하고 저온 부분(TCold)이 상기 방열 유닛의 외부와 접촉하게 배치하고, 이때 고온(THot) 부분과 저온(TCold) 부분에 각각 반도체 물질을 배치하면, 상술한 원리에 의하여 전류가 흐르게 되고 이때 발생하는 전류는 온도차와 비례하게 된다.High temperature portion (T Hot) is in thermal contact with the housing and the low temperature section (T Cold) disposed in contact with the outside of the heat dissipation unit, and wherein the high temperature (T Hot) each of semiconductor material on a part with a low temperature (T Cold) portion of the TEG The current flows according to the above-described principle, and the current generated at this time is proportional to the temperature difference.

본 실시예에 따른 에너지 수확 유닛은 상술한 열전 발전의 원리를 이용하여 전류를 생성하게 되는데, 가정이나 사무실 내에서 사용되는 전자 기기는 대부분 열이 발생하므로 TEG를 배치하여 전류를 생성할 수 있다.The energy harvesting unit according to the present embodiment generates a current by using the principle of the thermoelectric power generator described above. Generally, heat is generated in an electronic appliance used in a home or an office, so a TEG can be arranged to generate a current.

도 3은 도 1의 방열 유닛의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도시된 실시예에서는 방열 유닛의 일실시예로 조명 기구를 도시하고 있으며, 빛을 방출하며 함께 열이 방출되는 조명 기구는 백열등이나 형광등 외에 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있다. 특히 발광 다이오드는 입력되는 전력량 중 20% 정도만이 빛으로 방출되고 나머지는 열로 방출되므로, 발광 다이오드가 배치된 조명 장치 등에서 방출되는 폐열을 활용할 필요성이 크다.FIG. 3 is a view showing an embodiment of the heat dissipating unit of FIG. 1. FIG. In the illustrated embodiment, the lighting apparatus is shown as one embodiment of the heat dissipation unit. The lighting apparatus that emits light and emits heat together may be a light emitting diode in addition to an incandescent lamp or a fluorescent lamp. Particularly, since only about 20% of the input power amount is emitted as light and the remainder is emitted as heat, the necessity of utilizing the waste heat emitted from the lighting apparatus and the like in which the light emitting diode is disposed is great.

도 3에서 방열 유닛(400)은 하우징(410)과, 발광 다이오드(420)와, TEG(440)와, 접합부(430)를 포함하여 이루어진다. 방열 유닛(400)은 발광 다이오드(420)가 배치된 조명 기구일 수 있으며, 하우징(410)의 일면에 하나 이상의 발광 다이오드(420)가 배치되어 열접촉하고, 발광 다이오드(420)로부터 방출된 열은 하우징(410)을 통하여 TEG(440)로 전달될 수 있다.3, the heat dissipation unit 400 includes a housing 410, a light emitting diode 420, a TEG 440, and a bonding portion 430. The heat dissipating unit 400 may be a lighting device in which the light emitting diodes 420 are disposed and one or more light emitting diodes 420 are disposed on one surface of the housing 410 to be in thermal contact therewith, May be transmitted to the TEG 440 through the housing 410.

TEG(440)는 상술한 바와 같이, 고온 부분과 저온 부분 사이의 온도차에 의하여 열이 이동하려는 원리로 전류를 생성하며, 하우징(410)과 접촉하는 영역이 고온 부분을 이루고 대기와 접촉하는 영역이 저온 부분을 이룰 수 있다. TEG(440) 특히 고온 부분은 하우징을 통하여 발광 다이오드(420)로부터 전달되는 열을 손실 없이 전달받아야 하므로, 열전도성이 우수한 접합부(430)를 통하여 하우징(410)과 접촉할 수 있다.As described above, the TEG 440 generates a current on the principle that heat is moved due to a temperature difference between a high temperature portion and a low temperature portion, and a region in contact with the housing 410 forms a high temperature portion, The low temperature portion can be formed. The TEG 440 can be in contact with the housing 410 through the junction 430 having a high thermal conductivity because the TEG 440 must receive the heat transmitted from the light emitting diode 420 through the housing without loss.

도 3에서 발광 다이오드(420)로부터 방출된 열의 전달이 점선으로 도시되고 있는데, 발광 다이오드(420)가 하우징(410)과 접촉하고 하우징(410)이 접합부(430)를 통하여 TEG(440)와 접촉하므로, TEG(440) 내부의 고온 부분에는 지속적으로 열이 공급되어 지속적인 열전 발전이 가능할 수 있다.3, the light emitted from the light emitting diode 420 is shown as a dotted line. When the light emitting diode 420 contacts the housing 410 and the housing 410 contacts the TEG 440 through the junction 430, The heat is continuously supplied to the high temperature part of the TEG 440, so that the continuous thermoelectric power generation can be performed.

본 실시예에서 발광 다이오드(420)에 전력의 공급이 중단되더라도, 하우징(410) 등의 온도가 하강하여 주위와 열평형을 이룰때까지 열전 발전이 가능할 수 있다. 또한, 실내의 에어컨 가동 등의 이유로 주변의 온도가 하우징(410) 등의 온도보다 내려가면, 발광 다이오드(420)에 전력이 공급되지 않더라도 TEG(440)에서 고온 부분과 저온 부분 사이의 온도차에 의하여 전력을 생산할 수 있다. 또한, 방열 유닛(400)에 팬(fan,미도시)을 구비하면 하우징(410)과 주변의 온도 차이를 극대화하여, 열전 발전의 효율을 향상시킬 수도 있다.In this embodiment, even if the power supply to the light emitting diode 420 is interrupted, the thermoelectric power generation can be performed until the temperature of the housing 410 is lowered and the thermal equilibrium is established with the surroundings. If the ambient temperature is lower than the temperature of the housing 410 or the like due to the operation of the air conditioner in the room or the like, even if power is not supplied to the LED 420, the temperature difference between the high temperature portion and the low temperature portion in the TEG 440 Power can be produced. In addition, if a fan (not shown) is provided in the heat dissipation unit 400, the temperature difference between the housing 410 and the periphery can be maximized, thereby improving the efficiency of the thermoelectric power generation.

도 1에서 에너지 수확 장치(100) 내에 배치된 에너지 수확 유닛(120)은 상술한 TEG일 수 있고, 상술한 원리에 의하여 조명 기구 등의 방열 유닛에서 방출되는 열을 전기 에너지로 변환할 수 있다.The energy harvesting unit 120 disposed in the energy harvesting apparatus 100 in FIG. 1 may be the above-described TEG, and can convert heat emitted from a heat dissipating unit such as a lighting apparatus into electric energy according to the above-described principle.

에너지 수확 유닛(120)에서 생산된 전력은 전지(140)로 전송되어 저장된 후, 무선 전력 송신기(150)를 통하여 조명 기구(200)로 전달될 수 있다. 에너지 수확 장치(100) 내에서의 각 구성 요소들의 작용은 제어부(130)에 의하여 조절될 수 있다.The power generated by the energy harvesting unit 120 may be transmitted to the battery 140 and then stored and then transmitted to the lighting apparatus 200 through the wireless power transmitter 150. [ The operation of each component in the energy harvesting apparatus 100 can be controlled by the control unit 130. [

전지(140)에는 상술한 에너지 수확 유닛(120)으로부터 전송된 전기 에너지가 충전되거나 외부로부터 전기 에너지가 충전될 수도 있는데, 도 1에서 외부로부터 전기 에너지가 충전된 경우 전원(110)과 교류-직류 변환 유닛(115)의 일실시예가 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The battery 140 may be charged with electric energy transmitted from the energy harvesting unit 120 or may be charged with electric energy from the outside. In FIG. 1, when electric energy is charged from the outside, the power source 110 and the AC- One embodiment of the conversion unit 115 is shown but not necessarily limited thereto.

에너지 수확 유닛(120)에서 생산되어 전지(140)에 저장된 전기 에너지는 무선 전력 송신기(150)를 통하여, 조명 기구(200)에 배치된 무선 전력 수신기(210)로 전달될 수 있다. 이때 무선 전력 송신기(150)로부터 무선 전력 수신기(210)로의 전력 송신은 RF(Radio frequency), IR(Infrared ray), Laser(ight Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 등의 무선 수단으로 전달될 수 있다.Electrical energy produced in the energy harvesting unit 120 and stored in the battery 140 may be transmitted to the wireless power receiver 210 disposed in the lighting apparatus 200 via the wireless power transmitter 150. [ At this time, the power transmission from the wireless power transmitter 150 to the wireless power receiver 210 can be transmitted by radio means such as RF (Radio Frequency), IR (Infrared Ray), and Laser (Amplification by Stimulated Emission of Radiation).

무선 전력 송신기(150) 및/또는 무선 전력 수신기(210)는, 트랜지스터, 터널 다이오드, 버랙터 등의 능동 소자를 넣은 액티브 안테나(active antenna)일 수 있는데, 각각의 안테나는 주파수 분할 방식이나 시분할 방식으로 전력을 무선으로 송신하고 수신할 수 있다.The wireless power transmitter 150 and / or the wireless power receiver 210 may be an active antenna incorporating active elements such as transistors, tunnel diodes, varactors, etc., To transmit and receive power wirelessly.

조명 기구(200)는 에너지 수확 장치(100)에서 생산되어 전달된 전류를 사용하여 구동될 수 있으며, 다른 전자 기기일 수도 있다. 조명 기기(200) 내에는 센서(220, sensor)가 배치될 수 있는데, 특히 조명 기기(200)가 실내의 비상등으로 사용될 경우 조명 기구(200)에서 전력이 수신된 후 실내의 인원의 움직임을 센서(220)가 감지하면 상술한 수신된 전력을 사용하여 조명 기구(200)를 작동할 수 있다. 또한, 에너지 수확 장치(100) 내에서 전지(140)가 충전되면 조명 기구(200) 내의 센서(220)가 이를 감지하여 상술한 바와 같이 무선 수단으로 전력을 전달받을 수 있도록, 상기 센서(220)가 작용할 수도 있다.The lighting device 200 may be driven using the electric current generated in the energy harvesting device 100, and may be another electronic device. A sensor 220 may be disposed within the lighting device 200. In particular, when the lighting device 200 is used as an emergency light in a room, The control unit 220 can operate the lighting apparatus 200 using the received power described above. When the battery 140 is charged in the energy harvesting apparatus 100, the sensor 220 in the lighting apparatus 200 senses it and receives power from the wireless means as described above. .

도 3에서는 발광 다이오드가 배치된 조명 기기로부터 발생하는 폐열을 사용하여 에너지를 수확하였으나, TV에 사용되는 백라이트에 배치된 발광 다이오드로부터 발생되는 폐열을 이용하거나 셋탑 박스에서 발생하는 폐열을 사용하여 열전 발전을 할 수도 있다. 또한, 사람의 체온을 사용하여 열전 발전을 하기 위하여, 인체에 부착되는 장치 예를 들면, 시계에 열전 발전을 이용한 에너지 수확 장치를 배치하여 폐열로부터 에너지를 수확할 수도 있다.3, energy is harvested using waste heat generated from the lighting apparatus in which the light emitting diodes are disposed. However, the waste heat generated from the light emitting diodes disposed in the backlight used in the TV is used, or the waste heat generated in the set- . In addition, energy can be harvested from waste heat by disposing an energy harvesting device using a thermoelectric generator in a device attached to a human body, for example, to thermally generate electricity using a human body temperature.

도 4는 에너지 수확 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 5는 에너지 수확 장치의 작용을 나타낸 도면이다.Fig. 4 is a view showing another embodiment of the energy harvesting apparatus, and Fig. 5 is a diagram showing the operation of the energy harvesting apparatus.

본 실시예에서는 복수 개의 에너지 수확 유닛(121~123, energy harvester)가 배치되는데, 각각의 에너지 수확 유닛(121~123)에서 생성된 전력은 전력 송신 시스템(150a)을 통하여 무선 전력 수신기(210)으로 전송될 수 있다.In this embodiment, a plurality of energy harvesting units 121 to 123 are disposed. The power generated by each of the energy harvesting units 121 to 123 is transmitted to the wireless power receiver 210 through the power transmitting system 150a. Lt; / RTI >

도 1에 도시된 실시예에서 하나의 에너지 수확 유닛이 방열 유닛에서 발생한 열을 전력으로 변경하나, 본 실시예에서는 복수 개의 방열 유닛(미도시)이 배치되고 각각의 방열 유닛에서 발생한 열을 복수 개의 에너지 수확 유닛(121~123)에서 각각 전력으로 변환한다. 그리고, 전력 송신 시스템(150a)는 도 1의 실시예에서 전지와 무선 전력 송신기 및 제어부를 모두 포함할 수 있는데, 구체적으로 각각의 에너지 수확 유닛(121~123)으로부터 생성된 전력을 전지 등에 저장하고 외부로 송신할 수 있다.In the embodiment shown in Fig. 1, one energy-harvesting unit changes the heat generated in the heat-dissipating unit to electric power, but in this embodiment, a plurality of heat-dissipating units (not shown) are arranged, And converted into electric power by the energy harvesting units 121 to 123, respectively. The power transmission system 150a may include both a battery, a wireless power transmitter, and a control unit in the embodiment of FIG. 1. Specifically, the power transmission system 150a stores the power generated from each of the energy harvesting units 121 to 123 in a battery or the like Can be transmitted to the outside.

도 5의 에너지 수확 장치의 작용에서, 룸(room, 300) 내에 복수 개의 에너지 수확 유닛(120)과 무선 전력 송신기(150)와 조명 기구(200)가 배치되고 있다. 각각의 에너지 수확 유닛(120)은 룸(300) 내부에 배치된 각종 전자기기 등으로부터의 폐열로부터 전력을 생산할 수 있는데, 구체적인 전력 생산 공정은 상술한 TEG 등을 사용할 수 있다. 룸(300)은 상술한 구성 요소들이 배치된 공간을 뜻하며, 사무실이나 가정 내부의 공간이나 빌딩 내지 아파트 전체일 수 있다.5, a plurality of energy harvesting units 120, a wireless power transmitter 150, and a lighting device 200 are disposed in a room 300. The energy harvesting unit 120 includes a plurality of energy harvesting units 120, Each energy harvesting unit 120 can generate electric power from waste heat from various electronic devices and the like disposed in the room 300. The concrete power generation process can use the above-mentioned TEG or the like. The room 300 is a space in which the above-described components are disposed, and may be a space in an office or a home, or a whole building or an apartment.

도 5에서 4개의 에너지 수확 유닛(120)은 룸(300) 내부에 배치된 발광 다이오드나 기타 방열 유닛으로부터 방출된 열로부터 전력을 생산하고, 각각의 에너지 수확 유닛(120)으로부터 생산된 전력은 하나의 무선 전력 송신기(150)에서 벽면에 위치한 조명 기구(200)로 무선 송신될 수 있다. 벽면의 조명 기구(200)는 무선으로 송신된 전력으로 구동될 수 있으며, 비상등이나 기타 안내등으로 사용될 수 있다.In FIG. 5, four energy harvesting units 120 produce power from heat emitted from light emitting diodes or other heat-dissipating units disposed within the room 300, and the power produced by each energy harvesting unit 120 is one To the lighting device 200 located on the wall in the wireless power transmitter 150 of FIG. The lighting apparatus 200 on the wall can be driven by electric power transmitted wirelessly, and can be used as an emergency light or other guidance.

도시된 에너지 수확 장치는 개별 조명에서 방출되는 폐열을 수집하여 에너지를 생산하고, 수확된 에너지를 사용될 조명 장치 등에 무선으로 전송하여, 복수 개의 개별 조명으로부터의 폐열의 규모가 작더라고 이를 수집하여 실내의 비상등이나 기타 다른 전자제품의 에너지원으로 사용할 수 있다.The illustrated energy harvesting device collects the waste heat emitted from the individual lights to produce energy, wirelessly transmits the harvested energy to the lighting device to be used, collects the waste heat from a plurality of individual lights to collect it, It can be used as an energy source for emergency lights or other electronic products.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100: 에너지 수확 장치 110: 전원
115: 교류-직류 변환 유닛 120~123: 에너지 수확 유닛
130: 제어부 140: 전지
150: 무선 전력 송신기 150a: 무선 전력 송신 시스템
200: 조명 기구 210: 무선 전력 수신기
220: 센서 300: 룸
400: 방열 유닛 410: 하우징
420: 발광 다이오드 430: 접합부
440: TEG100: Energy harvesting device 110: Power source
115: AC-DC conversion unit 120 to 123: Energy harvesting unit
130: control unit 140:
150: wireless power transmitter 150a: wireless power transmission system
200: lighting device 210: wireless power receiver
220: Sensor 300: Room
400: heat dissipating unit 410: housing
420: light emitting diode 430: junction
440: TEG

Claims (10)

방열 유닛;
상기 방열 유닛에서 방출되는 열을 수확하여 전력을 생산하는 에너지 수확 유닛; 및
상기 에너지 수확 유닛에서 생산된 전력을 송신하는 무선 전력 송신기를 포함하는 에너지 수확 장치.A heat dissipation unit;
An energy harvesting unit for harvesting the heat radiated from the heat radiating unit to produce electric power; And
And a wireless power transmitter for transmitting the power produced by the energy harvesting unit. 제1 항에 있어서,
상기 방열 유닛은 조명 기구에 배치된 에너지 수확 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation unit is arranged in a lighting device. 제1 항에 있어서,
상기 방열 유닛은 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드와 열접촉하는 하우징과, 상기 하우징 내부의 열을 방출하는 팬(fan)을 포함하는 에너지 수확 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat dissipation unit includes a light emitting diode, a housing in thermal contact with the light emitting diode, and a fan to dissipate heat inside the housing. 제3 항에 있어서,
상기 에너지 수확 유닛은 TEG(Thermal electric generator)인 에너지 수확 장치.The method of claim 3,
Wherein the energy harvesting unit is a thermal electric generator (TEG). 제4 항에 있어서,
상기 TEG의 고온 부분은 상기 하우징과 열접촉하고, 저온 부분이 상기 방열 유닛의 외부와 접촉하는 에너지 수확 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the high temperature portion of the TEG is in thermal contact with the housing and the low temperature portion is in contact with the exterior of the heat dissipation unit. 제1 항에 있어서,
상기 에너지 수확 유닛에서 생산된 전력을 저장하는 전지를 더 포함하는 에너지 수확 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a battery for storing power produced by said energy harvesting unit. 제6 항에 있어서,
상기 에너지 수확 유닛에서 생산된 전력을 전지로 전송하고, 상기 전지에 전송된 전력을 상기 무선 전력 송신기로 전송하는 제어부를 더 포함하는 에너지 수확 장치.The method according to claim 6,
Further comprising a control unit for transmitting the power produced by the energy harvesting unit to the battery and transmitting the power transmitted to the battery to the wireless power transmitter. 제1 항에 있어서,
상기 에너지 수확 유닛은 복수 개가 배치되고, 상기 복수 개의 에너지 수확 유닛으로부터 생산된 전력은 상기 무선 전력 송신기에서 수집되는 에너지 수확 장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the energy harvesting units are disposed, and power produced from the plurality of energy harvesting units is collected in the wireless power transmitter. 제1 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신기는 RF(Radio frequency), IR(Infrared ray), Laser(ight Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 중 어느 하나로 전력을 송신하는 에너지 수확 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless power transmitter transmits power to one of an RF (Radio Frequency), an IR (Infrared Ray), and a Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). 제1 항에 있어서,
무선 전력 송신기는 액티브 안테나이고, 상기 액티브 안테나는 주파수 분할 방식 또는 시분할 방식으로 전력을 송신하는 에너지 수확 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wireless power transmitter is an active antenna and the active antenna transmits power in a frequency division or time division fashion.
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