KR20190032802A - Energy harvesting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에너지 수집 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 광열 특성을 이용하여 전력을 수집할 수 있는 에너지 수집 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy collecting apparatus, and more particularly, to an energy collecting apparatus capable of collecting power using photothermal characteristics.
최근에는 다양한 IoT 무선 센서 제품들이 개발되고 있다.Recently, various IoT wireless sensor products have been developed.
이러한 기기들의 개발 이슈 중 하나가 전원 문제이며, 주로 전력 소모량으로 인해 배터리를 사용하고 있다.One of the development issues of these devices is the power supply problem, and the battery is mainly used due to the power consumption.
하지만, 배터리 크기 및 용량에 따른 제약으로 인해 제품의 크기, 디자인뿐만 아니라, 주기적인 교체나 충전이 필요한 상황이다.However, due to limitations in battery size and capacity, it is necessary to replace or charge the battery regularly as well as the size and design of the product.
이를 해결하기 위해, 빛, 열, 기계적 에너지 등 주변에 존재하는 다양한 에너지원을 이용할 수 있는 에너지 하베스팅(energy harvesting) 기술들이 개발되고 있다.In order to solve this problem, energy harvesting techniques are being developed that can utilize various energy sources existing in the vicinity such as light, heat, and mechanical energy.
그러나, 에너지 하베스팅 기술은, 사용 환경에 많은 제약이 따른다.However, the energy harvesting technique has a lot of restrictions on the use environment.
예를 들어, 태양 전지의 경우, 빛이 없는 지하 환경에서는 사용할 수 없고, 열전 소자의 경우, 열이 발생하는 특정 위치에서만 사용할 수 있다.For example, a solar cell can not be used in a light-free underground environment, and a thermoelectric device can be used only in a specific location where heat is generated.
이러한 배경에 의해 에너지 하베스팅 기술을 이용한 IoT 무선 센서의 경우, 사용자가 센서값이 필요한 상황에서만 에너지를 생성하여 전달함으로써, 센서를 구동시킬 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 에너지 수집 장치의 개발이 요구되고 있으며, 특정 환경에 영향을 받지 않고도 에너지를 생성 및 수집할 수 있는 에너지 수집 장치의 개발이 요구되고 있다.In this background, the IoT wireless sensor using energy harvesting technology is an on-demand type energy collecting device capable of driving the sensor by generating and transmitting energy only when the user needs the sensor value Development of an energy collecting device capable of generating and collecting energy without being affected by a specific environment is required.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 발열부와 열전 변환부를 이용하여 광에 의해 발생된 열을 전력으로 변환하여 수집하고, 수집한 전력이 기준값에 도달하면 전력을 공급함으로써, 사용자의 요구에 따라 센서 등과 같은 특정 소자에 전력을 공급할 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 에너지 수집 장치를 제공하고자 한다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for converting a heat generated by light into electric power using a heat generating unit and a thermoelectric conversion unit and collecting the electric power and supplying power when the collected electric power reaches a reference value, On-demand type energy collecting apparatus capable of supplying electric power to the power supply apparatus.
또 다른 목적은, 무선 센서, 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부를 일체형으로 패키징하여 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성함으로써, 에너지원이 없는 환경에서도 전력을 공급할 수 있는 에너지 수집 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an energy collecting device capable of supplying power even in an environment where there is no energy source by forming a wireless sensor power supply module by integrally packaging a wireless sensor, a heat generating portion, a thermoelectric conversion portion, a power supply portion and a control portion do.
또 다른 목적은, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있는 에너지 수집 장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an energy collecting apparatus capable of efficiently collecting electric power by improving the heat generating property and preventing deterioration by applying a heat generating material obtained by mixing at least one heat generating material and organic material.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.
본 발명의 일실시예에 의한 에너지 수집 장치는, 특정 파장대의 광에 의해 열이 발생하는 발열부, 발열부로부터 발생된 열을 전기로 변환하는 열전 변환부, 열전 변환부로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하고 저장된 전력을 공급하는 전력 공급부, 그리고 전력 공급부에 저장된 전력이 미리 설정된 기준값에 도달하는지를 확인하고 저장된 전력이 기준값에 도달하면 저장된 전력이 출력되도록 전력 공급부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.An energy collecting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a heat generating unit generating heat by light of a specific wavelength band, a thermoelectric converting unit converting heat generated from the heat generating unit into electricity, And a control unit for checking whether the power stored in the power supply unit reaches a predetermined reference value and for controlling the power supply unit to output the stored power when the stored power reaches a reference value, have.
여기서, 발열부는 약 900nm ~ 1000nm 파장대의 광을 흡수하여 열을 생성하는 물질을 포함할 수 있다.Here, the heat generating portion may include a material that absorbs light of a wavelength range of about 900 nm to 1000 nm to generate heat.
그리고, 발열부는 적어도 하나의 발열제와 유기물이 혼합된 혼합물일 수 있다.The heat generating portion may be a mixture of at least one heat generating material and an organic material.
이어, 전력 공급부는 열전 변환부로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하는 저장부와, 저장부에 저장된 전력이 출력되도록 제어 신호에 따라 스위칭되는 스위칭부를 포함할 수 있다.The power supply unit may include a storage unit for collecting electricity converted from the thermoelectric conversion unit and storing power, and a switching unit for switching the power stored in the storage unit according to a control signal.
다음, 제어부는 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 센싱하고, 센싱된 전력이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는지를 비교하며, 비교 결과, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 온(on)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 출력시키고, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 오프(off)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력의 출력을 차단할 수 있다.Then, the control unit senses the power stored in the storage unit of the power supply unit, compares the sensed power with a preset reference voltage, and turns on the switching unit of the power supply unit when the stored power reaches the reference voltage. And outputs the power stored in the storage unit of the power supply unit. When the stored power reaches the reference voltage, the switching unit of the power supply unit is turned off to block the output of the power stored in the storage unit of the power supply unit.
그리고, 본 발명은 발열부와 열전 변환부 사이에 배치되는 열 전달부를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a heat transfer unit disposed between the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit.
여기서, 열 전달부는 열 전도율이 서로 다른 다수의 열 전달층들이 적층될 수 있으며, 다수의 열 전달층은 발열부로부터 멀어지고 열전 변환부에 인접할수록 열전도율이 높은 열 전달층이 배치되고, 열전 변환부로부터 멀어지고 발열부에 인접할수록 열전도율이 낮은 열 전달층이 배치될 수 있다.Here, the heat transfer portion may have a plurality of heat transfer layers having different thermal conductivity, and the plurality of heat transfer layers are spaced apart from the heat generating portion, and the heat transfer layer having a higher thermal conductivity is arranged closer to the thermoelectric conversion portion, And the heat transfer layer having a low thermal conductivity can be disposed closer to the heat generating portion.
다음, 본 발명은 발열부의 주변에 배치되어 내부 열의 유출을 차단하는 투명 단열부를 더 포함할 수도 있다.Next, the present invention may further include a transparent heat insulating portion disposed around the heat generating portion to block the flow of the internal heat.
여기서, 투명 단열부는 발열부를 마주하는 내측면에 무반사(AR) 코팅막이 형성될 수 있다.Here, the transparent heat insulating part may be formed with an anti-reflective (AR) coating film on the inner side facing the heat generating part.
이어, 본 발명은 전력 공급부로부터 전력이 공급되면 공급된 전력을 토대로 센싱 기능을 수행하는 무선 센서를 더 포함할 수도 있다.The present invention may further include a wireless sensor that performs a sensing function based on the supplied power when power is supplied from the power supply unit.
여기서, 무선 센서는 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부와 함께 일체형으로 패키징되어 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성할 수 있다.Here, the wireless sensor may be integrally packaged together with the heat generator, the thermoelectric converter, the power supplier, and the controller to form a wireless sensor power supply module.
그리고, 본 발명은 무선 센서 전력 공급 모듈의 발열부로 특정 파장대의 광을 조사하는 광 조사부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a light irradiating unit for irradiating light of a specific wavelength band to the heat generating unit of the wireless sensor power supply module.
여기서, 광 조사부는 생성된 광의 출사 방향을 제어하는 방향 제어부를 포함할 수 있다.Here, the light irradiation unit may include a direction control unit for controlling the emission direction of the generated light.
또한, 광 조사부는 무선 센서 전력 공급 모듈이 다수 개일 때, 방향 제어부의 제어에 따라 광의 출사 방향을 제어하여 각 무선 센서 전력 공급 모듈의 발열부로 순차적으로 광을 조사할 수 있다.When the number of the wireless sensor power supply modules is plural, the light irradiating unit can control the light output direction according to the control of the direction control unit and sequentially irradiate light to the heat generating unit of each wireless sensor power supply module.
본 발명에 따른 에너지 수집 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the energy collecting apparatus according to the present invention will be described as follows.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 발열부와 열전 변환부를 이용하여 광에 의해 발생된 열을 전력으로 변환하여 수집하고, 수집한 전력이 기준값에 도달하면 전력을 공급함으로써, 사용자의 요구에 따라 센서 등과 같은 특정 소자에 전력을 공급할 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 구동이 가능하다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the heat generated by the light is converted into electric power by using the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit and collected, and when the collected electric power reaches the reference value, An on-demand type of drive capable of supplying power to a specific device such as a sensor is possible.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 무선 센서, 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부를 일체형으로 패키징하여 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성함으로써, 에너지원이 없는 환경에서도 전력을 공급할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the wireless sensor power supply module is formed by integrally packaging the wireless sensor, the heat generator, the thermoelectric conversion unit, the power supply unit, and the control unit, Can supply.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, by applying the exothermic material obtained by mixing at least one exothermic material and organic material, the exothermic characteristic is improved and the deterioration phenomenon is prevented, thereby efficiently collecting electric power.
따라서, 본 발명은, 빛, 열 등으로부터 에너지 하베스팅을 위한 주변 에너지원이 없는 환경, 굴뚝과 같이 인체에 유해한 유독 가스가 있는 환경, 유선으로 일일이 연결할 수 없는 넓은 장소를 갖는 환경 등 다양한 곳에 적용이 가능하다.Therefore, the present invention can be applied to various environments such as an environment free from an energy source for energy harvesting from light, heat, etc., an environment having poisonous gas harmful to the human body such as a chimney, and an environment having a wide place This is possible.
본 발명은, 환경적 제약이 많은 에너지 하베스팅 기술을 보완하고, 필요에 따라 사용할 수 있는 온 디멘드 타입의 소자 제작이 가능하여 에너지 하베스팅의 적용 분야를 확장할 수 있다.The present invention can expand on the application field of energy harvesting by making it possible to manufacture an on-demand type device which can complement the energy harvesting technique with a lot of environmental constraints and can be used as needed.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 발열부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 전력 공급부를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 4는 도 1의 전력 공급부를 설명하기 위한 회로 구성도이다.
도 5는 도 1의 제어부를 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
도 6은 도 1의 제어부를 설명하기 위한 회로 구성도이다.
도 7은 본 발명 제2 실시예에 따른 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 열 전달부를 보여주는 구조 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 에너지 수집 장치의 투명 단열부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 무선 센서가 부착된 무선 센서 전력 공급 모듈을 보여주는 전면 사시도이다.
도 12는 무선 센서가 부착된 무선 센서 전력 공급 모듈을 보여주는 후면 사시도이다.
도 13은 도 11은 무선 센서가 부착된 무선 센서 전력 공급 모듈을 보여주는 분해도이다.
도 14는 도 1의 발열부의 혼합 비율에 따른 발열 특성을 설명하기 위한 도표이다.
도 15는 무선 센서 전력 공급 모듈의 전력 공급에 따른 무선 센서의 동작 타이밍을 보여주는 도면이다.
도 16은 다수의 무선 센서 전력 공급 모듈을 포함하는 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram for explaining an energy collecting apparatus according to the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining a heat generating portion of Fig. 1. Fig.
3 is a block diagram illustrating the power supply unit of FIG.
4 is a circuit configuration diagram for explaining the power supply unit of FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating the control unit of FIG. 1. Referring to FIG.
6 is a circuit configuration diagram for explaining the control unit of FIG.
7 is a block diagram for explaining an energy collecting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
Figs. 8 and 9 are structural cross-sectional views showing the heat transfer portion of Fig. 7. Fig.
10 is a view for explaining a transparent insulating portion of an energy collecting apparatus according to the present invention.
11 is a front perspective view showing a wireless sensor power supply module with a wireless sensor attached thereto.
12 is a rear perspective view showing a wireless sensor power supply module with a wireless sensor attached thereto.
Figure 13 is an exploded view of a wireless sensor power supply module with a wireless sensor attached.
FIG. 14 is a diagram for explaining heat generation characteristics according to the mixing ratio of the heat generating portion of FIG. 1; FIG.
15 is a diagram showing the operation timing of the wireless sensor according to the power supply of the wireless sensor power supply module.
16 is a view for explaining an energy collecting apparatus including a plurality of wireless sensor power supply modules.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
도 1은 본 발명 제1 실시예에 따른 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram for explaining an energy collecting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 수집 장치는, 발열부(110), 열전 변환부(120), 전력 공급부(130), 그리고 제어부(140)를 포함할 수 있다.1, the energy collecting apparatus according to the present invention may include a
여기서, 발열부(110)는, 특정 파장대의 광에 의해 열이 발생할 수 있다.Here, the
일 예로, 발열부(110)는, 근적외선 파장대의 광이 입사될 때, 최대 온도의 열이 생성될 수 있다.For example, when the light in the near infrared ray wavelength range is incident on the
여기서, 근적외선 파장대는, 약 900nm ~ 약 1000nm일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.Here, the near infrared ray wavelength band may be about 900 nm to about 1000 nm, but is not limited thereto.
즉, 발열부(110)는, 약 900nm ~ 약 1000nm 파장대의 광을 흡수하여 열을 생성하는 물질을 포함할 수 있다.That is, the
또한, 발열부(110)는, 적어도 하나의 발열제와 유기물이 혼합된 혼합물로 이루어질 수 있다.The
예를 들면, 발열제는, 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO), 헥사고날-보론 나이트라이드(hexagonal-boron nitride, h-BN), 그래핀(graphene), 카본 나노튜브(carbon nanotubes, CNTs) 중 적어도 어느 하나일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.For example, the exothermic agent may be selected from the group consisting of graphene oxide (GO), hexagonal-boron nitride (h-BN), graphene, and carbon nanotubes (CNTs) But it is not limited thereto.
그리고, 유기물은, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.And, the organic material may include, but is not limited to, polydimethylsiloxane (PDMS).
또한, 발열부(110)는, 발열제와 유기물의 혼합 비율이, 1 : 20 ~ 1 : 100일 수 있다.In addition, the mixing ratio of the exothermic agent and the organic substance in the
그 이유는, 발열부(110)에 유기물의 양이 너무 적으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)에 유기물의 양이 너무 많으면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.This is because if the amount of organic matter in the
또한, 발열부(110)는, 약 0.1mm ~ 약 3mm의 두께를 갖는 필름 타입일 수 있다.Further, the
그 이유는, 발열부(110)의 두께가 너무 얇으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)의 두께가 너무 두꺼우면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.The reason for this is that if the thickness of the
다음, 열전 변환부(120)는, 발열부(110)로부터 발생된 열을 전기로 변환할 수 있다.Next, the
이어, 전력 공급부(130)는, 열전 변환부(120)로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하고, 저장된 전력을 공급할 수 있다.Then, the
여기서, 전력 공급부(130)는, 열전 변환부(120)로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하는 저장부와, 저장부에 저장된 전력이 출력되도록 제어 신호에 따라 스위칭되는 스위칭부를 포함할 수 있다.Here, the
일 예로, 전력 공급부(130)의 저장부는, 열전 변환부(120)로부터 입력되는 전력을 저장하는 캐패시터와, 열전 변환부(120)의 출력단과 캐패시터의 입력단 사이에 전기적으로 연결되는 다이오드를 포함할 수 있다.For example, the storage unit of the
그리고, 제어부(140)는, 전력 공급부(130)에 저장된 전력이 미리 설정된 기준값에 도달하는지를 확인하고, 저장된 전력이 기준값에 도달하면 저장된 전력이 출력되도록 전력 공급부(130)를 제어할 수 있다.The
여기서, 제어부(140)는, 전력 공급부(130)의 저장부에 저장된 전력을 센싱하고, 센싱된 전력이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는지를 비교하며, 비교 결과, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부(130)의 스위칭부를 온(on)시켜 전력 공급부(130)의 저장부에 저장된 전력을 출력시키고, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부(130)의 스위칭부를 오프(off)시켜 전력 공급부(130)의 저장부에 저장된 전력의 출력을 차단할 수 있다.Here, the
일 예로, 제어부(140)는, 전력 공급부(130)의 저장부에 저장된 전력을 센싱하는 센싱부, 소정의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부, 그리고 센싱된 전력이 기준 전압에 도달하는지를 비교하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함할 수 있다.For example, the
여기서, 센싱부는, 전력 공급부(130)의 캐패시터와 병렬로 연결되는 저항을 포함할 수 있다.Here, the sensing unit may include a resistor connected in parallel with the capacitor of the
그리고, 기준 전압 생성부는, 제1 저항과 제2 저항이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항을 포함할 수 있다.The reference voltage generator may include a distribution resistor that is connected in series with the first resistor and the second resistor to generate a reference voltage.
일 예로, 기준 전압(Ref)은, Ref = X * {R2/(R1+R2)} (여기서, X는 분배 저항에 인가되는 전압값, R1은 제1 저항값, R2는 제2 저항값임)으로 정해진 수식에 의해 산출될 수 있다.For example, the reference voltage Ref may be expressed as: Ref = X * {R2 / (R1 + R2)}, where X is the voltage value applied to the distribution resistor, R1 is the first resistance value, Can be calculated by a formula determined by the following equation.
다음, 제어 신호 생성부는, 센싱부로부터 센싱된 전력이 기준 전압에 도달하는지를 비교하여 제어 신호를 생성하는 비교기와, 비교기로부터 생성된 제어 신호를 전력 공급부(130)로 전송시키는 다이오드를 포함할 수 있다.Next, the control signal generating unit may include a comparator for comparing the sensed power from the sensing unit to a reference voltage to generate a control signal, and a diode for transmitting the control signal generated from the comparator to the
경우에 따라, 본 발명은, 발열부(110)와 열전 변환부(120) 사이에 배치되는 열 전달부를 더 포함할 수도 있다.In some cases, the present invention may further include a heat transfer portion disposed between the
여기서, 열 전달부는, 열전도성 그리스(grease)일 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.Here, the heat transfer portion may be a heat conductive grease, but is not limited thereto.
일 예로, 열 전달부는, 소정의 열 전도율을 갖는 단일층일 수도 있지만, 다른 경우로서, 열 전도율이 서로 다른 다수의 열 전달층들이 적층될 수도 있다.In one example, the heat transfer portion may be a single layer having a predetermined thermal conductivity, but in other cases, a plurality of heat transfer layers having different thermal conductivity may be laminated.
여기서, 다수의 열 전달층은, 발열부(110)로부터 멀어지고 열전 변환부(120)에 인접할수록 열전도율이 높은 열 전달층이 배치되고, 열전 변환부(120)로부터 멀어지고 발열부(110)에 인접할수록 열전도율이 낮은 열 전달층이 배치될 수 있다.The plurality of heat transfer layers are separated from the
다른 경우로서, 본 발명은, 발열부(110)의 주변에 배치되어 내부 열의 유출을 차단하는 투명 단열부를 더 포함할 수도 있다.In another case, the present invention may further include a transparent heat insulating portion disposed around the
여기서, 투명 단열부는, 발열부(110)를 마주하는 내측면에 무반사(AR) 코팅막이 형성될 수 있다.Here, an AR coating film may be formed on the inner surface of the transparent heat insulating portion facing the
또 다른 경우로서, 본 발명은, 전력 공급부(130)로부터 전력이 공급되면 공급된 전력을 토대로 센싱 기능을 수행하는 무선 센서를 더 포함할 수도 있다.As another example, the present invention may further include a wireless sensor that performs a sensing function based on power supplied when power is supplied from the
여기서, 무선 센서는, 발열부(110), 열전 변환부(120), 전력 공급부(130) 및 제어부(140)와 함께 일체형으로 패키징되어 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성할 수 있다.Here, the wireless sensor may be integrally packaged together with the
경우에 따라, 무선 센서는, 개별적으로 분리되어, 본 발명의 에너지 수집 장치를 통해 전력을 공급받을 수도 있다.In some cases, the wireless sensors may be separately isolated and powered through the energy collection device of the present invention.
또한, 본 발명은, 무선 센서 이외에도 다양한 기능을 수행하는 디바이스들에 필요한 전력을 공급할 수도 있다.In addition, the present invention may supply power required for devices that perform various functions in addition to a wireless sensor.
또 다른 경우로서, 본 발명은, 무선 센서 전력 공급 모듈의 발열부(110)로 특정 파장대의 광을 조사하는 광 조사부를 더 포함할 수도 있다.As another example, the present invention may further include a light irradiating section for irradiating light of a specific wavelength band to the
여기서, 광 조사부는, 무선 센서 전력 공급 모듈로부터 일정 간격 떨어져 배치되어, 무선 센서 전력 공급 모듈의 발열부(110)로 광을 조사할 수 있다.Here, the light irradiating unit may be disposed at a predetermined distance from the wireless sensor power supply module, and may irradiate light to the
경우에 따라, 광 조사부는, 생성된 광의 출사 방향을 제어하는 방향 제어부를 포함할 수 있다.Optionally, the light irradiating unit may include a direction control unit for controlling the emitting direction of the generated light.
일 예로, 광 조사부는, 무선 센서 전력 공급 모듈이 다수 개일 때, 방향 제어부의 제어에 따라 광의 출사 방향을 제어하여 각 무선 센서 전력 공급 모듈의 발열부로 순차적으로 광을 조사할 수도 있다.For example, when the number of the wireless sensor power supply modules is plural, the light irradiation unit may control the direction of light emission according to the control of the direction control unit, and sequentially irradiate light to the heat generating unit of each wireless sensor power supply module.
예를 들면, 광 조사부의 주변부에 다수의 무선 센서 전력 공급 모듈이 배치되면, 광 조사부는 방향 제어부에 의해 회전하면서 각 무선 센서 전력 공급 모듈로 순차적으로 광을 조사할 수 있다.For example, when a plurality of wireless sensor power supply modules are disposed in the periphery of the light irradiation unit, the light irradiation unit can sequentially irradiate light to each wireless sensor power supply module while rotating by the direction control unit.
이 경우, 광 조사부로부터 출사된 광을 수신하는 각 무선 센서 전력 공급 모듈은, 수신된 광에 의해 발열부(110)가 열을 생성하고, 생성된 열을 전력으로 변환하여 전력을 공급함으로써, 무선 센서 기능을 수행할 수 있다.In this case, each wireless sensor power supply module, which receives light emitted from the light irradiation unit, generates heat by the
따라서, 본 발명은, 발열부와 열전 변환부를 이용하여 광에 의해 발생된 열을 전력으로 변환하여 수집하고, 수집한 전력이 기준값에 도달하면 전력을 공급함으로써, 사용자의 요구에 따라 센서 등과 같은 특정 소자에 전력을 공급할 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 구동이 가능하다.Accordingly, in the present invention, the heat generated by the light is converted into electric power by use of the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit, and the electric power is supplied when the collected electric power reaches the reference value, It is possible to drive an on-demand type that can supply power to the device.
또한, 본 발명은, 무선 센서, 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부를 일체형으로 패키징하여 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성함으로써, 에너지원이 없는 환경에서도 전력을 공급할 수 있다.Further, the present invention can supply electric power even in an environment where there is no energy source, by integrally packaging the wireless sensor, the heat generating portion, the thermoelectric conversion portion, the power supply portion, and the control portion to form the wireless sensor power supply module.
또한, 본 발명은, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있다.Further, by applying a heat generating material in which at least one exothermic agent and an organic material are mixed, heat generation characteristics are improved and deterioration phenomenon is prevented, so that power can be efficiently collected.
그리고, 본 발명은, 빛, 열 등으로부터 에너지 하베스팅을 위한 주변 에너지원이 없는 환경, 굴뚝과 같이 인체에 유해한 유독 가스가 있는 환경, 유선으로 일일이 연결할 수 없는 넓은 장소를 갖는 환경 등 다양한 곳에 적용이 가능하다.The present invention is applicable to various environments such as an environment in which there is no surrounding energy source for energy harvesting from light, heat, etc., an environment in which poisonous gas harmful to the human body such as a chimney is present, This is possible.
본 발명은, 환경적 제약이 많은 에너지 하베스팅 기술을 보완하고, 필요에 따라 사용할 수 있는 온 디멘드 타입의 소자 제작이 가능하여 에너지 하베스팅의 적용 분야를 확장할 수 있다.The present invention can expand on the application field of energy harvesting by making it possible to manufacture an on-demand type device which can complement the energy harvesting technique with a lot of environmental constraints and can be used as needed.
도 2는 도 1의 발열부를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 2 is a view for explaining a heat generating portion of Fig. 1. Fig.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에너지 수집 장치에서, 발열부(110)는, 특정 파장대의 광이 입사되면, 화학적 반응에 의해 열이 발생할 수 있다.As shown in FIG. 2, in the energy collecting apparatus of the present invention, when light of a specific wavelength range is incident on the
일 예로, 발열부(110)는, 근적외선 파장대의 광이 입사될 때, 최대 온도의 열이 생성될 수 있는 재료를 사용할 수 있다.For example, the
여기서, 근적외선 파장대는, 약 900nm ~ 약 1000nm일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.Here, the near infrared ray wavelength band may be about 900 nm to about 1000 nm, but is not limited thereto.
즉, 발열부(110)는, 약 900nm ~ 약 1000nm 파장대의 광을 흡수하여 열을 생성하는 물질을 포함할 수 있다.That is, the
또한, 발열부(110)는, 적어도 하나의 발열제(112)와 유기물(114)이 혼합된 혼합물로 이루어질 수 있다.The
예를 들면, 발열제(112)는, 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO), 헥사고날-보론 나이트라이드(hexagonal-boron nitride, h-BN), 그래핀(graphene), 카본 나노튜브(carbon nanotubes, CNTs) 중 적어도 어느 하나일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.For example, the
그리고, 유기물(114)은, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.The
또한, 발열부(110)는, 발열제(112)와 유기물(114)의 혼합 비율이, 1 : 20 ~ 1 : 100일 수 있다.The mixing ratio of the
그 이유는, 발열부(110)에 유기물(114)의 양이 너무 적으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)에 유기물(114)의 양이 너무 많으면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.This is because when the amount of the
또한, 발열부(110)는, 약 0.1mm ~ 약 3mm의 두께 t를 갖는 필름 타입일 수 있다.Further, the
그 이유는, 발열부(110)의 두께 t가 너무 얇으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)의 두께 t가 너무 두꺼우면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.This is because if the thickness t of the
따라서, 본 발명은, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있다.Accordingly, by applying a heat generating material obtained by mixing at least one heat generating agent and an organic material, the heat generating characteristic is improved and the deterioration phenomenon is prevented, thereby efficiently collecting electric power.
도 3은 도 1의 전력 공급부를 설명하기 위한 블럭 구성도이고, 도 4는 도 1의 전력 공급부를 설명하기 위한 회로 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating a power supply unit of FIG. 1, and FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a power supply unit of FIG. 1. Referring to FIG.
도 3에 도시된 바와 같이, 전력 공급부(130)는, 열전 변환부로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하고, 저장된 전력을 공급할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
여기서, 전력 공급부(130)는, 저장부(132)와 스위칭부(134)를 포함할 수 있다.Here, the
전력 공급부(130)의 저장부(132)는, 열전 변환부로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하고, 전력 공급부(130)의 스위칭부(134)는, 저장부(132)에 저장된 전력이 출력되도록 제어 신호에 따라 스위칭될 수 있다.The
일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 전력 공급부(130)의 저장부(132)는, 열전 변환부로부터 입력되는 전력을 저장하는 캐패시터(132-2)를 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the
그리고, 전력 공급부(130)는, 열전 변환부의 출력단과 캐패시터(132-2)의 입력단 사이에 전기적으로 연결되는 다이오드(132-1)를 포함할 수 있다.The
도 5는 도 1의 제어부를 설명하기 위한 블럭 구성도이고, 도 6은 도 1의 제어부를 설명하기 위한 회로 구성도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating the control unit of FIG. 1, and FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the control unit of FIG. 1. Referring to FIG.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는, 전력 공급부에 저장된 전력이 미리 설정된 기준값에 도달하는지를 확인하고, 저장된 전력이 기준값에 도달하면 저장된 전력이 출력되도록 전력 공급부를 제어할 수 있다.As shown in FIG. 5, the
일 예로, 제어부(140)는, 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 센싱하는 센싱부(142), 소정의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부(144), 그리고 센싱된 전력이 기준 전압에 도달하는지를 비교하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부(146)를 포함할 수 있다.For example, the
여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 센싱부(142)는, 전력 공급부(132)의 캐패시터와 병렬로 연결되는 저항(142)을 포함할 수 있다.Here, as shown in FIG. 6, the
그리고, 기준 전압 생성부(144)는, 제1 저항 R1과 제2 저항 R2이 직렬 연결되어 기준 전압을 생성하는 분배 저항을 포함할 수 있다.The
일 예로, 기준 전압(Ref)은, Ref = X * {R2/(R1+R2)} (여기서, X는 분배 저항에 인가되는 전압값, R1은 제1 저항값, R2는 제2 저항값임)으로 정해진 수식에 의해 산출될 수 있다.For example, the reference voltage Ref may be expressed as: Ref = X * {R2 / (R1 + R2)}, where X is the voltage value applied to the distribution resistor, R1 is the first resistance value, Can be calculated by a formula determined by the following equation.
다음, 제어 신호 생성부(146)는, 센싱부(142)로부터 센싱된 전력이 기준 전압에 도달하는지를 비교하여 제어 신호를 생성하는 비교기(146-1)와, 비교기(146-1)로부터 생성된 제어 신호를 전력 공급부(130)의 스위칭부로 전송시키는 다이오드(146-2)를 포함할 수 있다.The
즉, 제어부(140)는, 센싱부(142)를 통해 전력 공급부(132)의 저장부에 저장된 전력을 센싱하고, 기준 신호 생성부(144)를 통해 미리 설정된 기준 전압을 생성하며, 제어 신호 생성부(146)를 통해 센싱된 전력이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는지를 비교하며, 비교 결과, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 온(on)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 출력시키고, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 오프(off)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력의 출력을 차단할 수 있다.That is, the
따라서, 본 발명은, 발열부와 열전 변환부를 이용하여 광에 의해 발생된 열을 전력으로 변환하여 수집하고, 수집한 전력이 기준값에 도달하면 전력을 공급함으로써, 사용자의 요구에 따라 센서 등과 같은 특정 소자에 전력을 공급할 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 구동이 가능하다.Accordingly, in the present invention, the heat generated by the light is converted into electric power by use of the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit, and the electric power is supplied when the collected electric power reaches the reference value, It is possible to drive an on-demand type that can supply power to the device.
도 7은 본 발명 제2 실시예에 따른 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 8 및 도 9는 도 7의 열 전달부를 보여주는 구조 단면도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating an energy collecting apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views illustrating a heat transfer unit of FIG.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명 제2 실시예에 따른 에너지 수집 장치는, 발열부(110), 열 전달부(150), 열전 변환부(120), 전력 공급부(130), 그리고 제어부(140)를 포함할 수 있다.7, the energy collecting apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a
여기서, 열 전달부(150)를 제외한 나머지 구성 요소는 본 발명 제1 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.Here, the remaining components except for the
본 발명 제2 실시예는, 발열부(110)와 열전 변환부(120) 사이에 열 전달부(150)가 배치될 수 있다.In the second embodiment of the present invention, the
여기서, 열 전달부(150)는, 열전도성 그리스(grease)일 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.Here, the
일 예로, 열 전달부(150)는, 소정의 열 전도율을 갖는 단일층일 수도 있지만, 다른 경우로서, 열 전도율이 서로 다른 다수의 열 전달층들이 적층될 수도 있다.In one example, the
도 8에 도시된 바와 같이, 열 전달부(150)는, 발열부(110)와 열전 변환부(120) 사이에 배치되고, 소정의 열 전도율을 갖는 단일층일 수 있다.8, the
여기서, 열 전달부(150)는, 발열부(110)에서 생성된 열을 열전 변환부(120)로 전달할 수 있다.Here, the
경우에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 열 전달부(150)는, 발열부(110)와 열전 변환부(120) 사이에 배치되고, 열 전도율이 서로 다른 다수의 열 전달층들이 적층될 수도 있다.9, the
여기서, 다수의 열 전달층(150)은, 발열부(110)로부터 멀어지고 열전 변환부(120)에 인접할수록 열전도율이 높은 열 전달층이 배치되고, 열전 변환부(120)로부터 멀어지고 발열부(110)에 인접할수록 열전도율이 낮은 열 전달층이 배치될 수 있다.The plurality of heat transfer layers 150 are disposed away from the
일 예로, 다수의 열 전달층(150)은, 발열부(110)로부터 열전 변환부(120) 방향으로, 제1 열 전달층(152), 제2, 열 전달층(154), 제3 열 전달층(156)이 순차적으로 적층될 수 있다.The plurality of heat transfer layers 150 may include a first
여기서, 다수의 열 전달층(150) 중, 발열부(110)에 인접한 제1 열 전달층(152)의 열 전도율이 가장 낮고, 열전 변환부(120)에 인접한 제3 열 전달층(156)의 열전도율이 가장 높을 수 있다.The first
열 전도율이 서로 다른 다수의 열 전달층을 배치하는 이유는, 발열부(110)에서 생성된 열을 손실 없이 효율적으로 균일하고 신속하게 열전 변환부(120)로 전달할 수 있기 때문이다.The reason for arranging the plurality of heat transfer layers having different thermal conductivity is that the heat generated in the
도 10은 본 발명에 따른 에너지 수집 장치의 투명 단열부를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a transparent insulating portion of an energy collecting apparatus according to the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 발열부(110)의 주변에 배치되어 내부 열의 유출을 차단하는 투명 단열부(160)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 10, the present invention may further include a transparent
여기서, 투명 단열부(160)는, 발열부(110)를 마주하는 내측면에 무반사(AR) 코팅막(162)이 형성될 수 있다.Here, the transparent
무반사 코팅막을 형성하는 이유는, 외부에서 입사되는 특정 파장대의 광이 무반사 코팅막에 의해 반사되어 손실되지 않고 발열부(110)에 바로 입사되므로 에너지 손실을 줄이면서도 효율을 높일 수 있다.The reason why the non-reflective coating film is formed is that light of a specific wavelength incident from the outside is directly reflected on the
도 11 내지 도 13은 본 발명 제3 실시예에 따른 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 11은 무선 센서가 부착된 무선 센서 전력 공급 모듈을 보여주는 전면 사시도이고, 도 12는 무선 센서가 부착된 무선 센서 전력 공급 모듈을 보여주는 후면 사시도이며, 도 13은 도 11은 무선 센서가 부착된 무선 센서 전력 공급 모듈을 보여주는 분해도이다.11 is a front perspective view showing a wireless sensor power supply module with a wireless sensor attached thereto, FIG. 12 is a front perspective view showing a wireless sensor power supply module with a wireless sensor attached thereto FIG. 13 is an exploded view showing a wireless sensor power supply module with a wireless sensor attached thereto; FIG.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 전력 공급부로부터 전력이 공급되면 공급된 전력을 토대로 센싱 기능을 수행하는 무선 센서(170)를 더 포함할 수 있다.11 to 13, the present invention may further include a
여기서, 무선 센서(170)는, 발열부(110), 열 전달부(150), 열전 변환부(120), 투명 단열부(160), 전력 공급부 및 제어부와 함께 일체형으로 패키징되어 무선 센서 전력 공급 모듈(180)을 형성할 수 있다.Here, the
경우에 따라, 무선 센서(170)는, 개별적으로 분리되어, 본 발명의 에너지 수집 장치를 통해 전력을 공급받을 수도 있다.Optionally, the
또한, 본 발명은, 무선 센서(170) 이외에도 다양한 기능을 수행하는 디바이스들에 필요한 전력을 공급할 수도 있다.In addition, the present invention may supply power required for devices that perform various functions in addition to the
또 다른 경우로서, 본 발명은, 무선 센서 전력 공급 모듈(180)의 발열부(110)로 특정 파장대의 광을 조사하는 광 조사부를 더 포함할 수도 있다.As another example, the present invention may further include a light irradiating section for irradiating light of a specific wavelength band to the
여기서, 광 조사부는, 무선 센서 전력 공급 모듈로부터 일정 간격 떨어져 배치되어, 무선 센서 전력 공급 모듈의 발열부(110)로 광을 조사할 수 있다.Here, the light irradiating unit may be disposed at a predetermined distance from the wireless sensor power supply module, and may irradiate light to the
이와 같이, 구성되는 무선 센서 전력 공급 모듈(180)에서, 발열부(110)는, 근적외선 파장대의 광에 의해 열이 발생할 수 있다.As described above, in the wireless sensor
여기서, 근적외선 파장대는, 약 900nm ~ 약 1000nm일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.Here, the near infrared ray wavelength band may be about 900 nm to about 1000 nm, but is not limited thereto.
즉, 발열부(110)는, 약 900nm ~ 약 1000nm 파장대의 광을 흡수하여 열을 생성하는 물질을 포함할 수 있다.That is, the
또한, 발열부(110)는, 적어도 하나의 발열제와 유기물이 혼합된 혼합물로 이루어질 수 있다.The
예를 들면, 발열제는, 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO), 헥사고날-보론 나이트라이드(hexagonal-boron nitride, h-BN), 그래핀(graphene), 카본 나노튜브(carbon nanotubes, CNTs) 중 적어도 어느 하나일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.For example, the exothermic agent may be selected from the group consisting of graphene oxide (GO), hexagonal-boron nitride (h-BN), graphene, and carbon nanotubes (CNTs) But it is not limited thereto.
그리고, 유기물은, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.And, the organic material may include, but is not limited to, polydimethylsiloxane (PDMS).
또한, 발열부(110)는, 발열제와 유기물의 혼합 비율이, 1 : 20 ~ 1 : 100일 수 있다.In addition, the mixing ratio of the exothermic agent and the organic substance in the
그 이유는, 발열부(110)에 유기물의 양이 너무 적으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)에 유기물의 양이 너무 많으면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.This is because if the amount of organic matter in the
또한, 발열부(110)는, 약 0.1mm ~ 약 3mm의 두께를 갖는 필름 타입일 수 있다.Further, the
그 이유는, 발열부(110)의 두께가 너무 얇으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)의 두께가 너무 두꺼우면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.The reason for this is that if the thickness of the
다음, 열전 변환부(120)는, 발열부(110)로부터 발생된 열을 전기로 변환할 수 있다.Next, the
이어, 발열부(110)와 열전 변환부(120) 사이에는, 열 전달부(150)가 더 배치될 수 있다.A
여기서, 열 전달부(150)는, 열전도성 그리스(grease)일 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.Here, the
일 예로, 열 전달부(150)는, 소정의 열 전도율을 갖는 단일층일 수도 있지만, 다른 경우로서, 열 전도율이 서로 다른 다수의 열 전달층들이 적층될 수도 있다.In one example, the
다음, 전력 공급부는, 열전 변환부(120)로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하고, 저장된 전력을 공급할 수 있다.Next, the power supply unit can collect the converted electricity from the
그리고, 제어부는, 전력 공급부에 저장된 전력이 미리 설정된 기준값에 도달하는지를 확인하고, 저장된 전력이 기준값에 도달하면 저장된 전력이 출력되도록 전력 공급부를 제어할 수 있다.The control unit may check whether the power stored in the power supply unit reaches a preset reference value, and may control the power supply unit to output the stored power when the stored power reaches the reference value.
여기서, 제어부는, 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 센싱하고, 센싱된 전력이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는지를 비교하며, 비교 결과, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부(130)의 스위칭부를 온(on)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 출력시키고, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 오프(off)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력의 출력을 차단할 수 있다.Here, the control unit senses the power stored in the storage unit of the power supply unit, compares the sensed power with a preset reference voltage, and when the stored power reaches the reference voltage, the control unit switches the switching unit of the
또한, 투명 단열부(160)는, 발열부(110)의 주변에 배치되어 내부 열의 유출을 차단할 수 있다.Further, the transparent
여기서, 투명 단열부(160)는, 발열부(110)를 마주하는 내측면에 무반사(AR) 코팅막이 형성될 수 있다.Here, the transparent
이와 같이, 광 조사부로부터 출사된 광을 수신하는 무선 센서 전력 공급 모듈(180)은, 수신된 광에 의해 발열부(110)가 열을 생성하고, 생성된 열을 전력으로 변환하여 전력을 공급함으로써, 무선 센서 기능을 수행할 수 있다.As described above, the wireless sensor
따라서, 본 발명은, 발열부와 열전 변환부를 이용하여 광에 의해 발생된 열을 전력으로 변환하여 수집하고, 수집한 전력이 기준값에 도달하면 전력을 공급함으로써, 사용자의 요구에 따라 센서 등과 같은 특정 소자에 전력을 공급할 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 구동이 가능하다.Accordingly, in the present invention, the heat generated by the light is converted into electric power by use of the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit, and the electric power is supplied when the collected electric power reaches the reference value, It is possible to drive an on-demand type that can supply power to the device.
또한, 본 발명은, 무선 센서, 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부를 일체형으로 패키징하여 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성함으로써, 에너지원이 없는 환경에서도 전력을 공급할 수 있다.Further, the present invention can supply electric power even in an environment where there is no energy source, by integrally packaging the wireless sensor, the heat generating portion, the thermoelectric conversion portion, the power supply portion, and the control portion to form the wireless sensor power supply module.
또한, 본 발명은, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있다.Further, by applying a heat generating material in which at least one exothermic agent and an organic material are mixed, heat generation characteristics are improved and deterioration phenomenon is prevented, so that power can be efficiently collected.
그리고, 본 발명은, 빛, 열 등으로부터 에너지 하베스팅을 위한 주변 에너지원이 없는 환경, 굴뚝과 같이 인체에 유해한 유독 가스가 있는 환경, 유선으로 일일이 연결할 수 없는 넓은 장소를 갖는 환경 등 다양한 곳에 적용이 가능하다.The present invention is applicable to various environments such as an environment in which there is no surrounding energy source for energy harvesting from light, heat, etc., an environment in which poisonous gas harmful to the human body such as a chimney is present, This is possible.
본 발명은, 환경적 제약이 많은 에너지 하베스팅 기술을 보완하고, 필요에 따라 사용할 수 있는 온 디멘드 타입의 소자 제작이 가능하여 에너지 하베스팅의 적용 분야를 확장할 수 있다.The present invention can expand on the application field of energy harvesting by making it possible to manufacture an on-demand type device which can complement the energy harvesting technique with a lot of environmental constraints and can be used as needed.
도 14는 도 1의 발열부의 혼합 비율에 따른 발열 특성을 설명하기 위한 도표이다.FIG. 14 is a diagram for explaining heat generation characteristics according to the mixing ratio of the heat generating portion of FIG. 1; FIG.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 수집 장치는, 발열부에 사용되는 재료에 따라 발열 특성이 조절되며, 그에 따라 생성되는 전력량도 가변되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 14, in the energy collecting apparatus according to the present invention, it can be seen that the exothermic characteristic is controlled according to the material used in the heat generating portion, and the amount of generated power is also varied.
에너지 수집 장치의 발열부는, 약 900nm ~ 약 1000nm 파장대의 광을 흡수하여 열을 생성하는 물질을 포함할 수 있는데, 발열부는, 적어도 하나의 발열제와 유기물이 혼합된 혼합물로 이루어질 수 있다.The heat generating portion of the energy collecting device may include a material that absorbs light having a wavelength of about 900 nm to about 1000 nm to generate heat. The heat generating portion may be a mixture of at least one heat generating material and an organic material.
여기서, 발열제는, 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO), 헥사고날-보론 나이트라이드(hexagonal-boron nitride, h-BN), 그래핀(graphene), 카본 나노튜브(carbon nanotubes, CNTs) 중 적어도 어느 하나일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.Here, the exothermic agent may be at least one of graphene oxide (GO), hexagonal-boron nitride (h-BN), graphene, and carbon nanotubes (CNTs) But is not limited thereto.
그리고, 유기물은, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있는데, 이에 제한되지는 않는다.And, the organic material may include, but is not limited to, polydimethylsiloxane (PDMS).
또한, 발열부(110)는, 발열제와 유기물의 혼합 비율이, 1 : 20 ~ 1 : 100일 수 있다.In addition, the mixing ratio of the exothermic agent and the organic substance in the
그 이유는, 발열부(110)에 유기물의 양이 너무 적으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)에 유기물의 양이 너무 많으면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.This is because if the amount of organic matter in the
또한, 발열부(110)는, 약 0.1mm ~ 약 3mm의 두께를 갖는 필름 타입일 수 있다.Further, the
그 이유는, 발열부(110)의 두께가 너무 얇으면 열화 현상이 발생하여 수명이 저하되고, 발열부(110)의 두께가 너무 두꺼우면 발열 특성이 저하될 수 있기 때문이다.The reason for this is that if the thickness of the
예를 들면, 도 14와 같이, 발열제인 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)와 유기물인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 약 1 : 100의 혼합 비율로 혼합하여 제작된 발열부를 에너지 수집 장치에 배치할 경우, 발열부에 약 980nm 파장을 갖는 적외선을 입사시키면, 발열부의 표면 온도는 약 81.3도로 상승하고, 약 81.3도의 열을 전기로 변환하면, 약 230.16mV의 전력을 수집할 수 있다.For example, as shown in FIG. 14, a heat generating part prepared by mixing graphene oxide (GO), which is a heat generating agent, and polydimethylsiloxane (PDMS), which is an organic material, at a mixing ratio of about 1: When the infrared ray having a wavelength of about 980 nm is incident on the heat generating portion, the surface temperature of the heat generating portion rises to about 81.3 degrees and when the heat of about 81.3 degrees is converted into electricity, about 230.16 mV of power can be collected.
또한, 도 14와 같이, 발열제인 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)와 유기물인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 약 1 : 20의 혼합 비율로 혼합하여 제작된 발열부를 에너지 수집 장치에 배치할 경우, 발열부에 약 980nm 파장을 갖는 적외선을 입사시키면, 발열부의 표면 온도는 약 150도 이상 상승하고, 약 150도 이상의 열을 전기로 변환하면, 약 235.06mV의 전력을 수집할 수 있다.As shown in FIG. 14, a heat generating part prepared by mixing graphene oxide (GO), which is a heat generating agent, and polydimethylsiloxane (PDMS), which is an organic material, at a mixing ratio of about 1:20 is disposed in an energy collecting device The infrared ray having a wavelength of about 980 nm is incident on the heat generating portion, the surface temperature of the heat generating portion rises by about 150 degrees or more, and when the heat of about 150 degrees or more is converted into electricity, about 235.06 mV of power can be collected.
따라서, 본 발명은, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있다.Accordingly, by applying a heat generating material obtained by mixing at least one heat generating agent and an organic material, the heat generating characteristic is improved and the deterioration phenomenon is prevented, thereby efficiently collecting electric power.
도 15는 무선 센서 전력 공급 모듈의 전력 공급에 따른 무선 센서의 동작 타이밍을 보여주는 도면이다.15 is a diagram showing the operation timing of the wireless sensor according to the power supply of the wireless sensor power supply module.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 전력 공급부로부터 전력이 공급되면 공급된 전력을 토대로 센싱 기능을 수행하는 무선 센서를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 15, the present invention may include a wireless sensor that performs a sensing function based on supplied power when power is supplied from a power supply unit.
여기서, 무선 센서는, 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부를 포함하는 에너지 수집 장치와 함께 일체형으로 패키징되어 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성할 수 있다.Here, the wireless sensor may be integrally packaged together with an energy collecting device including a heat generating part, a thermoelectric converting part, a power supplying part and a control part to form a wireless sensor power supplying module.
에너지 수집 장치의 제어부는, 전력 공급부에 저장된 전력이 미리 설정된 기준값에 도달하는지를 확인하고, 저장된 전력이 기준값에 도달하면 저장된 전력이 무선 센서로 출력되도록 전력 공급부를 제어할 수 있다.The control unit of the energy collection device may check whether the power stored in the power supply unit reaches a predetermined reference value and control the power supply unit so that the stored power is output to the wireless sensor when the stored power reaches the reference value.
여기서, 제어부는, 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 센싱하고, 센싱된 전력이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는지를 비교하며, 비교 결과, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 온(on)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 무선 센서로 출력시키고, 저장된 전력이 기준 전압에 도달하면 전력 공급부의 스위칭부를 오프(off)시켜 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력의 출력을 차단할 수 있다.Here, the control unit senses the power stored in the storage unit of the power supply unit, compares the sensed power with a preset reference voltage, and when the stored power reaches the reference voltage, the control unit turns on the switching unit of the power supply unit. And outputs the power stored in the storage unit of the power supply unit to the wireless sensor. When the stored power reaches the reference voltage, the switching unit of the power supply unit is turned off to cut off the power stored in the storage unit of the power supply unit.
따라서, 무선 센서는, 제어부의 제어에 따라 전력 공급부로부터 전력을 공급받아 동작되어 센서 기능을 수행할 수 있다.Accordingly, the wireless sensor can be operated by receiving power from the power supply unit under the control of the control unit to perform the sensor function.
즉, 무선 센서는 전력 공급부의 전력 출력 시간에 대응하여 구동될 수 있다.That is, the wireless sensor can be driven in response to the power output time of the power supply unit.
본 발명은, 무선 센서 이외에도 다양한 가능을 수행하는 디바이스를 구동시킬 수 있다.The present invention can drive devices that perform various functions in addition to wireless sensors.
도 16은 다수의 무선 센서 전력 공급 모듈을 포함하는 에너지 수집 장치를 설명하기 위한 도면이다.16 is a view for explaining an energy collecting apparatus including a plurality of wireless sensor power supply modules.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 무선 센서(170)가 장착된 다수의 무선 센서 전력 공급 모듈(180)과 각 무선 센서 전력 공급 모듈(170)에 배치되는 발열부로 특정 파장대의 광을 조사하는 광 조사부(190)를 포함할 수 있다.16, a plurality of wireless sensor
여기서, 광 조사부(190)는, 무선 센서 전력 공급 모듈(180)로부터 일정 간격 떨어져 배치되어, 무선 센서 전력 공급 모듈(180)의 발열부로 광을 조사할 수 있다.Here, the
경우에 따라, 광 조사부(190)는, 생성된 광의 출사 방향을 제어하는 방향 제어부(192)를 포함할 수 있다.Optionally, the
일 예로, 광 조사부(190)는, 무선 센서 전력 공급 모듈(180)이 다수 개일 때, 방향 제어부(192)의 제어에 따라 광의 출사 방향을 제어하여 각 무선 센서 전력 공급 모듈(180)의 발열부로 순차적으로 광을 조사할 수 있다.For example, when the number of the wireless sensor
즉, 광 조사부(190)의 주변부에 다수의 무선 센서 전력 공급 모듈(180)이 배치되면, 광 조사부(190)는 방향 제어부(192)에 의해 회전하면서 각 무선 센서 전력 공급 모듈(180)로 순차적으로 광을 조사할 수 있다.That is, when a plurality of wireless sensor
이 경우, 광 조사부(190)로부터 출사된 광을 수신하는 각 무선 센서 전력 공급 모듈(180)은, 수신된 광에 의해 발열부가 열을 생성하고, 생성된 열을 전력으로 변환하여 전력을 공급함으로써, 무선 센서 기능을 수행할 수 있다.In this case, each wireless sensor
따라서, 본 발명은, 발열부와 열전 변환부를 이용하여 광에 의해 발생된 열을 전력으로 변환하여 수집하고, 수집한 전력이 기준값에 도달하면 전력을 공급함으로써, 사용자의 요구에 따라 센서 등과 같은 특정 소자에 전력을 공급할 수 있는 온 디맨드(On-demand) 타입의 구동이 가능하다.Accordingly, in the present invention, the heat generated by the light is converted into electric power by use of the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit, and the electric power is supplied when the collected electric power reaches the reference value, It is possible to drive an on-demand type that can supply power to the device.
또한, 본 발명은, 무선 센서, 발열부, 열전 변환부, 전력 공급부 및 제어부를 일체형으로 패키징하여 무선 센서 전력 공급 모듈을 형성함으로써, 에너지원이 없는 환경에서도 전력을 공급할 수 있다.Further, the present invention can supply electric power even in an environment where there is no energy source, by integrally packaging the wireless sensor, the heat generating portion, the thermoelectric conversion portion, the power supply portion, and the control portion to form the wireless sensor power supply module.
또한, 본 발명은, 적어도 하나의 발열제와 유기물을 혼합한 발열 재료를 적용함으로써, 발열 특성이 향상되고 열화 현상을 방지하여 효율적으로 전력을 수집할 수 있다.Further, by applying a heat generating material in which at least one exothermic agent and an organic material are mixed, heat generation characteristics are improved and deterioration phenomenon is prevented, so that power can be efficiently collected.
그리고, 본 발명은, 빛, 열 등으로부터 에너지 하베스팅을 위한 주변 에너지원이 없는 환경, 굴뚝과 같이 인체에 유해한 유독 가스가 있는 환경, 유선으로 일일이 연결할 수 없는 넓은 장소를 갖는 환경 등 다양한 곳에 적용이 가능하다.The present invention is applicable to various environments such as an environment in which there is no surrounding energy source for energy harvesting from light, heat, etc., an environment in which poisonous gas harmful to the human body such as a chimney is present, This is possible.
본 발명은, 환경적 제약이 많은 에너지 하베스팅 기술을 보완하고, 필요에 따라 사용할 수 있는 온 디멘드 타입의 소자 제작이 가능하여 에너지 하베스팅의 적용 분야를 확장할 수 있다.The present invention can expand on the application field of energy harvesting by making it possible to manufacture an on-demand type device which can complement the energy harvesting technique with a lot of environmental constraints and can be used as needed.
이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다.The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) . Also, the computer may include a control unit of the terminal.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
100: 에너지 수집 장치
110: 발열부
120: 열전 변환부
130: 전력 공급부
140: 제어부
150: 열 전달부100: Energy collecting device
110:
120: thermoelectric conversion unit
130:
140:
150: Heat transfer part
Claims (10)
상기 발열부로부터 발생된 열을 전기로 변환하는 열전 변환부;
상기 열전 변환부로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하고, 상기 저장된 전력을 공급하는 전력 공급부; 그리고,
상기 전력 공급부에 저장된 전력이 미리 설정된 기준값에 도달하는지를 확인하고, 상기 저장된 전력이 기준값에 도달하면 상기 저장된 전력이 출력되도록 상기 전력 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.A heat generating unit generating heat by light of a specific wavelength band;
A thermoelectric conversion unit for converting heat generated from the heat generating unit into electricity;
A power supplier for collecting electricity converted from the thermoelectric conversion unit to store electric power and supplying the stored electric power; And,
And a control unit for checking whether the power stored in the power supply unit reaches a preset reference value and controlling the power supply unit to output the stored power when the stored power reaches a reference value.
근적외선 파장대의 광이 입사될 때, 최대 온도의 열이 생성되는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The apparatus according to claim 1,
Wherein heat is generated at a maximum temperature when light in a near-infrared wavelength range is incident.
적어도 하나의 발열제와 유기물이 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The apparatus according to claim 1,
And a mixture of at least one exothermic agent and an organic material.
1 : 20 ~ 1 : 100인 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.4. The method of claim 3, wherein the mixing ratio of the exothermic agent to the organic material
1: 20 to 1: 100.
상기 열전 변환부로부터 변환된 전기를 수집하여 전력을 저장하는 저장부; 그리고,
상기 저장부에 저장된 전력이 출력되도록, 제어 신호에 따라 스위칭되는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The power supply unit according to claim 1,
A storage unit for collecting electricity converted from the thermoelectric conversion unit and storing electric power; And,
And a switching unit that is switched according to a control signal so that the power stored in the storage unit is output.
상기 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 센싱하고, 상기 센싱된 전력이 미리 설정된 기준 전압에 도달하는지를 비교하며, 상기 비교 결과, 상기 저장된 전력이 상기 기준 전압에 도달하면 상기 전력 공급부의 스위칭부를 온(on)시켜 상기 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 출력시키고, 상기 저장된 전력이 상기 기준 전압에 도달하면 상기 전력 공급부의 스위칭부를 오프(off)시켜 상기 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력의 출력을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.6. The apparatus of claim 5,
The control unit senses the power stored in the storage unit of the power supply unit and compares whether the sensed power reaches a preset reference voltage. When the stored power reaches the reference voltage, the switching unit of the power supply unit is turned on and outputs the power stored in the storage unit of the power supply unit when the stored power reaches the reference voltage so as to turn off the switching unit of the power supply unit to shut off the output of the power stored in the storage unit of the power supply unit Wherein the energy collecting device comprises:
상기 전력 공급부의 저장부에 저장된 전력을 센싱하는 센싱부;
소정의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성부; 그리고,
상기 센싱된 전력이 상기 기준 전압에 도달하는지를 비교하여 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The apparatus of claim 1,
A sensing unit for sensing a power stored in a storage unit of the power supply unit;
A reference voltage generator for generating a predetermined reference voltage; And,
And a control signal generator for comparing the sensed power with the reference voltage to generate a control signal.
상기 발열부와 상기 열전 변환부 사이에 배치되는 열 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The method according to claim 1,
And a heat transfer unit disposed between the heat generating unit and the thermoelectric conversion unit.
상기 발열부의 주변에 배치되어 내부 열의 유출을 차단하는 투명 단열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The method according to claim 1,
And a transparent heat insulating portion disposed around the heat generating portion to block the flow of the internal heat.
상기 전력 공급부로부터 전력이 공급되면 상기 공급된 전력을 토대로 센싱 기능을 수행하는 무선 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.The method according to claim 1,
And a wireless sensor that performs a sensing function based on the supplied power when power is supplied from the power supply unit.
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KR20150050333A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-08 | 삼성전자주식회사 | Energy harvest and storage system and multi-sensor module |
JP2015170659A (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 株式会社クラレ | Thermoelectric conversion material, thermoelectric conversion device, and thermoelectric converter |
KR20170022631A (en) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | 주식회사 브리콘 | Integated electricity generating system using solar energy |
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