WO2015005564A1 - 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{energy conversion and storage device using electromagneticwave} - Google Patents

전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{energy conversion and storage device using electromagneticwave} Download PDF

Info

Publication number
WO2015005564A1
WO2015005564A1 PCT/KR2014/003057 KR2014003057W WO2015005564A1 WO 2015005564 A1 WO2015005564 A1 WO 2015005564A1 KR 2014003057 W KR2014003057 W KR 2014003057W WO 2015005564 A1 WO2015005564 A1 WO 2015005564A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ground
current
diode
electromagnetic wave
storage device
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/003057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이승현
Original Assignee
주식회사 포뭄이데아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020130080318A external-priority patent/KR101383975B1/ko
Priority claimed from KR1020140017674A external-priority patent/KR20150096862A/ko
Application filed by 주식회사 포뭄이데아 filed Critical 주식회사 포뭄이데아
Priority to EP14823007.1A priority Critical patent/EP3068014B1/en
Priority to US15/110,789 priority patent/US10511195B2/en
Publication of WO2015005564A1 publication Critical patent/WO2015005564A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6675—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
    • H01R31/065—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter with built-in electric apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/001—Energy harvesting or scavenging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves

Definitions

  • the present invention relates to an energy conversion and storage device using electromagnetic waves.
  • One technical problem of the present invention is to provide a high efficiency electromagnetic energy conversion and storage device.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a highly reliable electromagnetic energy conversion and storage device.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an energy conversion and storage device having a high electromagnetic wave absorption rate.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an energy conversion and storage device that efficiently absorbs the electromagnetic waves generated in the power transport device and stores them as electrical energy.
  • the present invention provides an energy conversion and storage device using electromagnetic waves.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave the rectifier for rectifying the alternating current generated by the electromagnetic wave input from the outside, and receives and stores the rectified alternating current, and is provided with ground It may include a storage unit.
  • the storage unit may include a capacitor including one end and the other end, and the ground may be switched to any one of the one end and the other end of the capacitor according to the polarity of the AC current. have.
  • ground is provided at the other end of the capacitor, and in a section in which the polarity of the alternating current is negative, grounding at one end of the capacitor. May include that provided.
  • the rectifier may further include a ground part connected to the rectifier and not directly connected to the storage part, wherein the ground part may include providing ground to the storage part.
  • the present invention provides a rectifier circuit included in the energy conversion and storage device using electromagnetic waves.
  • the rectifier circuit may include a first node to which an alternating current is input, a first diode having a cathode connected to the first node, a second diode having an anode connected to the first node, and the first diode
  • a third diode comprising an anode connected to an anode of and a cathode provided with ground, an anode connected to the cathode of the third diode and provided with ground, and a fourth diode connected to the cathode of the second diode; Can be.
  • the present invention provides an energy conversion and storage device using electromagnetic waves.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave an electromagnetic wave-current converter for converting the electromagnetic wave generated in the power transport line into an alternating current, a rectifier for rectifying the alternating current, and the rectified alternating current It may include a storage unit for storing and receiving ground.
  • the power transport apparatus includes a first transmission tower, a second transmission tower spaced apart from the first transmission tower, and a power transport line connected to the first transmission tower and the second transmission tower, and the electromagnetic wave-current converter is
  • the electromagnetic wave-current converter includes an outer frame and an inner frame connected to the outer frame to form a mesh in the outer frame, wherein the width of the outer frame is greater than the width of the inner frame. It may include broad.
  • the power transmission device may include a first transmission tower, a second transmission tower spaced apart from the first transmission tower, a first power transmission line connected to the first transmission tower and the second transmission tower, and the first transmission tower and the first transmission tower. And a second power transport line connected to the two transmission towers and spaced apart from the first power transport line, wherein the electromagnetic wave-to-current converter is disposed between the first power transport line and the second power transport line, and the first and second power transport lines. It may include extending in the direction in which the power transport line extends.
  • the rectifier may include a first node to which the AC current is input, a first diode having a cathode connected to the first node, a second diode having an anode connected to the first node, and the first node
  • a third diode comprising an anode connected to the anode of the diode, and a cathode provided with ground, an anode connected to the cathode of the third diode and provided with ground, and a fourth diode connected to the cathode of the second diode; can do.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave is connected to the first and second input terminals, the first and second input terminals to which a voltage is input from the outside, by using the voltage
  • a ground providing unit for generating ground a connecting ground unit configured to be connected to an external ground unit, a current input terminal through which a current is input from the outside, and a ground provided from the connecting ground unit and / or the ground providing unit, and It may be connected to the input terminal may include a converter for rectifying the current input from the outside to store as electrical energy.
  • the current input to the current input terminal may include an AC current obtained by converting electromagnetic waves generated by a power consumption / transport device.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic waves may be connected to the first and second input terminals, respectively, to receive the voltage and to output the first and second output terminals to the outside, and the The electronic device may further include an EMI filter connecting the first and second input terminals to the first and second output terminals.
  • the first and second input terminals may be configured to be connected to an external outlet so that the voltage is input, and the connection ground part is configured to be connected to a ground part of the outlet.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave further includes first and second output terminals connected to the first and second input terminals, respectively, to receive the voltage and output the voltage to the outside.
  • the current input terminal is connected to the first and second output terminals, the ground terminal of the plug of the power consumption / transport device that consumes or transports power by receiving the voltage from the first and second output terminals. It may include connected with.
  • An energy conversion and storage device using electromagnetic waves includes a rectifier for rectifying an alternating current generated by converting electromagnetic waves input from the outside, and a storage unit for storing the rectified alternating current and receiving ground. .
  • a highly efficient and highly reliable electromagnetic wave energy conversion and storage device capable of recycling energy consumed by electromagnetic waves can be provided.
  • An energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit according to an embodiment of the present invention, a ground providing unit for generating a ground by using a voltage input from the outside, and the ground provided from the ground providing unit AC current It includes a converter for rectifying and storing as electrical energy. As a result, the absorption rate of electromagnetic waves is improved, and a high efficiency and high reliability energy conversion and storage device can be provided.
  • FIG 1 is for explaining an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of operating an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a modified example of the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are views for explaining an additional circuit included in a modification of the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph illustrating an initial charging speed of a voltage stored in a capacitor of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. will be.
  • FIG. 8 is a graph measuring an initial charge rate of a voltage stored in a capacitor of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention. In the circuit diagram described with reference to FIG. It is different with virtual ground.
  • FIG. 9 is a graph measuring power generated when a charged electromagnetic wave energy conversion and storage device is discharged according to an embodiment of the present invention. In FIG. It is.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram for describing an electromagnetic wave-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an enlarged view of the electromagnetic wave-current converter shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a diagram for describing an electromagnetic wave-to-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in a power transport apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram for describing an electromagnetic wave-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram for describing an electromagnetic wave-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a view for explaining an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates an energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a circuit diagram of an energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a circuit diagram of an energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit according to a modified embodiment of the present invention.
  • 20 is a circuit diagram illustrating a ground providing unit of an energy conversion and storage device provided with ground from the ground providing unit according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a circuit diagram illustrating a converter of an energy conversion and storage device receiving ground from a ground provider according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 22 and 23 are perspective views illustrating an example of a product implementing the energy conversion and storage device according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment.
  • second component in another embodiment.
  • Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment.
  • the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.
  • connection is used herein to mean both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.
  • FIG 1 is for explaining an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves includes a rectifying unit 120 and a storage unit 130.
  • the rectifier 120 may rectify an AC current.
  • the rectifier 120 may transfer the rectified AC current to the storage 130.
  • the alternating current may be surface current generated by electromagnetic waves touching a conductive object.
  • the surface current may flow along the surface of the conductive object.
  • the alternating current is a current flowing from the electromagnetic waves generated by various electronic devices (for example, a power consumption device such as a computer, a refrigerator, a TV, a mobile phone, or a power transport device, etc.) into a surface current and flowing to the ground.
  • a power consumption device such as a computer, a refrigerator, a TV, a mobile phone, or a power transport device, etc.
  • the alternating current may be a current flowing from the electromagnetic waves generated in the electronic device inside and outside the building to surface current and flowing to the ground of the building.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave may further include an electromagnetic wave-current converter 110.
  • the electromagnetic wave-current converter 110 may convert the electromagnetic wave input from the outside into an alternating current.
  • the electromagnetic wave-current converter 110 may include a sheet or a mesh formed of a conductive material.
  • the electromagnetic wave-current converter 110 having a plate shape may have a concave-convex shape having a concave portion and a convex portion.
  • electromagnetic waves incident on the conductive object generate alternating current flowing through the surface of the conductive object, the alternating current generates electromagnetic waves again, and the generated electromagnetic waves are reflected from the conductive object.
  • An energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention before the alternating current generated by the electromagnetic wave is converted back to the electromagnetic wave, the alternating current generated by the electromagnetic wave to the rectifier 120 Can be delivered. Accordingly, the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention may store the alternating current generated by converting the electromagnetic waves as electrical energy.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of operating an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Electromagnetic waves may be received from the outside (S110).
  • the electromagnetic waves may include those generated by various electronic devices.
  • the electromagnetic wave may be converted into an alternating current (S120).
  • the electromagnetic wave may be converted into an alternating current by the electromagnetic wave-current converter 110 as described with reference to FIG. 1.
  • the AC current may be rectified.
  • the rectified AC current may be stored in the storage unit 130 described with reference to FIG. 1 (S140).
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves includes first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124 constituting a rectifier, and the diodes 121. And a capacitor 132 connected to the 122, 123, and 124 and configuring the storage unit.
  • the AC current output unit 112 converts electromagnetic waves into AC current and outputs the same to the first node N1.
  • the AC current output unit 112 may be the electromagnetic wave-current converter 110 described with reference to FIG. 1. Unlike this, the AC current output unit 112 may be various electronic devices that output AC current generated by converting electromagnetic waves.
  • the cathode of the first diode 121 may be connected to the first node N1.
  • An anode of the second diode 122 may be connected to the first node N1.
  • the cathode of the second diode 122 may be connected to one end 132a of the capacitor 132.
  • An anode of the first diode 121 may be connected to the other end 132b of the capacitor 132b.
  • An anode of the third diode 123 may be connected to the anode of the first diode 121.
  • the cathode of the third diode 123 may be connected to the ground portion 142, and ground may be provided to the cathode of the third diode 123.
  • the cathode of the fourth diode 124 may be connected to the one end 132a of the capacitor 132.
  • An anode of the fourth diode 124 may be connected to the ground portion 142, and ground may be provided to the anode of the fourth diode 124.
  • the first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124 may rectify an alternating current generated by converting electromagnetic waves and transmit the rectified current to the capacitor 132.
  • the capacitor 132 may store the rectified AC current as electrical energy.
  • an alternating current having a positive polarity among alternating currents generated by converting the electromagnetic waves is stored in the one end 132a of the capacitor 132 through the second diode 122, and the capacitor ( The third diode 123 and the ground portion 142 may provide ground to the other end 132b of the capacitor 132 while an alternating current having a positive polarity is stored at 132.
  • alternating current having a negative polarity passes through the first diode 121 and is stored at the other end 132b of the capacitor 132 and is stored in the capacitor 132.
  • the fourth diode 124 and the ground portion 142 may provide ground to the one end 132a of the capacitor 132 while an alternating current having a negative polarity is stored.
  • the first to fourth diodes 121 to 124 and the ground part 142 may be connected to the other end 132b of the capacitor 132 in a section in which the AC current has a positive polarity.
  • the grounding may be provided to the one end 132a of the capacitor 132 in a section in which the alternating current is negative polarity.
  • the ground may be switched to any one of the one end 132a and the other end 132b of the capacitor 132 according to the polarity of the AC current.
  • the ground is provided to the other end 132b of the capacitor 132
  • the capacitor 132 Ground may be provided to the one end 132a of FIG.
  • the ground part 142 may be implemented in various forms.
  • the ground part 142 may be directly connected to the third and fourth diodes 123 and 124 constituting the rectifier, and may not be directly connected to the storage part 132.
  • the grounding unit 142 when the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave according to an embodiment of the present invention stores the alternating current generated by the electromagnetic wave generated in the electronic device inside and outside the building, the grounding unit 142 is the building It may be a ground rod of.
  • the storage speed of the electrical energy stored in the capacitor 132 may increase.
  • the volume of the ground rod increases, the storage speed of the electrical energy stored in the capacitor 132 may increase.
  • the electrical conductivity of the ground rod increases, the storage speed of the electrical energy stored in the capacitor 132 may increase.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves stores an alternating current generated by converting electromagnetic waves generated from household electronic devices (for example, a refrigerator, a computer, a washing machine, etc.).
  • the ground portion 142 may be an outlet ground.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves stores an alternating current generated by converting electromagnetic waves generated from a portable electronic device (for example, a mobile phone or an MP3 player).
  • the ground unit 142 may be a virtual ground or a neutral ground.
  • the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention may further include the ground unit 142.
  • FIG. 4 is a view for explaining a modified example of the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
  • the AC current output unit 122, the first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124, the capacitor 132, and the ground unit 142 described with reference to FIG. 3A may be formed. Is provided.
  • One variation of the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention may further include an additional circuit 150 connected to the one end 132a and the other end 132b of the capacitor 132. .
  • the additional circuit 150 may be an electrical contact switch. In this case, when electrical energy stored in both ends 132a and 132b of the capacitor 132 is charged to a predetermined level or more, the electrical contact switch may be closed and discharged. For this reason, the electromagnetic energy conversion and storage device according to the embodiment of the present invention can be protected from overcharging.
  • the additional circuit 150 may be an amplifying circuit.
  • the amplifying circuit may amplify the electrical energy stored in the both ends 132a and 132b of the capacitor 132 and provide it to another device.
  • the additional circuit 150 may include both the electrical contact switch and the amplifying circuit.
  • 5 and 6 are views for explaining an additional circuit included in a modification of the energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention.
  • the additional circuit 150b is connected to both ends of the capacitor 132 of the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave described with reference to FIG. 3.
  • the additional circuit 150b may include a timer T and a power transfer device ED.
  • the timer T and the power transmission device ED of the additional circuit 150b whenever the reference time elapses, electrical energy stored in the capacitor 132 may be transferred to another device. For example, after every 10 seconds, the electrical energy stored in the capacitor 132 may be transferred to another device (eg, TV, refrigerator, etc.) that requires electricity. Alternatively, electrical energy stored in the capacitor 132 may be delivered to the power storage facility at each reference time.
  • the reference time may be set differently according to the type of device generating the electromagnetic wave.
  • the additional circuit 150c is connected to both ends of the capacitor 132 of the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave described with reference to FIG. 3.
  • the additional circuit 150c may include a switch S and a power transfer device ED.
  • the switch S may be an electrical contact switch.
  • the electrical contact switch may be disposed in the vacuum tube.
  • the switch S is connected to both ends 132a and 132b of the capacitor 132, and may be closed when the voltage stored in the capacitor 132 is greater than or equal to the reference voltage.
  • the switch S is closed, the electric energy stored in the capacitor 132 is transmitted to the other device (eg, TV, refrigerator, etc.) requiring electricity by the power transfer element (ED). Can be.
  • electrical energy stored in the capacitor 132 may be delivered to the power storage facility at each reference time.
  • the reference voltage may be set differently according to the type of device for generating electromagnetic waves.
  • FIG. 7 is a graph illustrating an initial charging speed of a voltage stored in a capacitor of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. will be.
  • Experimental Example 1 to Experimental Example 4 are different types of grounding parts from the circuit diagram described with reference to FIG. 3, Experimental Example 1 omits the grounding part, and Experimental Example 2 grounds the human body.
  • Experimental Example 3 uses an outlet ground as a ground part, and Experimental Example 4 uses a virtual ground as a ground part. Then, the maximum potential difference between the alternating current generated by converting the electromagnetic wave generated in the desktop main body and the ground portion, and the initial charging speed were measured.
  • FIG. 8 is a graph measuring an initial charge rate of a voltage stored in a capacitor of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention. In the circuit diagram described with reference to FIG. It is different with virtual ground.
  • Experimental Examples 1 to 3 use the ground of the outlet in the circuit diagram described with reference to FIG. 3, and Comparative Examples 1 to 3 simulate the ground in the circuit diagram described with reference to FIG. 3A. It is used as ground.
  • Experimental Example 1 and Comparative Example 1 show the initial charging rate of the voltage stored in the capacitor by rectifying the alternating current generated by the electromagnetic wave generated in the computer with a power consumption of 400 [W]
  • Experimental Example 2 and Comparative Example 2 AC current generated in a microwave oven with a power consumption of 1050 [W] shows the initial charging speed of a voltage stored in a capacitor after rectifying the converted AC current.
  • Experimental Example 3 and Comparative Example 3 show a power consumption of 100 [W].
  • the alternating current converted from the electromagnetic wave generated in the TV is rectified to represent the initial charge rate of the voltage stored in the capacitor.
  • FIG. 9 is a graph measuring power generated when a charged electromagnetic wave energy conversion and storage device is discharged according to an embodiment of the present invention. In FIG. It is.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the embodiment of the present invention as described with reference to FIG. 1, the electromagnetic wave-current converter 110, the rectifier ( 120, and a storage unit 130.
  • the electromagnetic wave-current converter 110 may convert the electromagnetic wave generated by the power transport apparatus 100 into an alternating current.
  • the power transport apparatus 100 may include a power transmission tower and / or a power transport line connected between the transmission towers.
  • the electromagnetic wave-current converter 110 may be in the form of a mesh or a sheet formed of a conductive material.
  • the conductive material may include at least one of a metal (eg, aluminum) or a conductive polymer.
  • the alternating current may be surface current generated by electromagnetic waves generated by the power transport apparatus 100 touching a conductive object (the electromagnetic wave-current converter 110).
  • the surface current may flow along the surface of the conductive object (the electromagnetic wave-current converter 110).
  • the alternating current may be a current flowing to the ground where electromagnetic waves generated in the transmission tower and / or the power transport line are converted into surface currents.
  • the rectifier 120 may rectify the AC current converted by the electromagnetic wave-current converter 110.
  • the rectifier 120 may transfer the rectified AC current to the storage 130.
  • the storage unit 130 may receive ground from the ground unit 140 and store the rectified AC current as electrical energy.
  • the power transport apparatus may include a transmission tower, and / or a power transport line, and the electromagnetic wave-current converter may convert the electromagnetic waves generated by the power transport apparatus into alternating current. It may be disposed adjacent to.
  • an electromagnetic wave-current converter included in an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in a power seeding device according to various embodiments of the present disclosure will be described.
  • FIG. 11 is a diagram for describing an electromagnetic wave-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic waves generated by the power transport apparatus converts the electromagnetic waves generated by the power transport devices 212, 214, and 220 into alternating current.
  • the electromagnetic wave-current converter 114, the rectifier 120 for rectifying the AC current converted by the electromagnetic wave-current converter 114, and the rectified AC current is stored, and the ground from the ground unit 140
  • the storage unit 130 may be provided.
  • the power transport apparatus 212, 214, 220 may include a first transmission tower 212, a second transmission tower 214 spaced apart from the first transmission tower 212, and the first transmission tower 212 and the second transmission tower ( It may include a power transport line 220 connected to 214.
  • the electromagnetic wave-current converter 114 may have a mesh shape formed of a conductive material (for example, a metal or a conductive polymer).
  • the electromagnetic wave-current converter 114 may be disposed adjacent to the power transport line 220 to convert the electromagnetic waves generated by the power transport line 220 into an alternating current.
  • the electromagnetic wave-to-current converter 114 is connected to the first transmission tower 212 and the second transmission tower 214, and is disposed below the power transportation line 220 to provide the power transportation line 220. It may extend in the extending direction.
  • the electromagnetic wave-current converting unit 114 may correspond to the electromagnetic wave-current converting unit 112 described with reference to FIG. 4 diodes 121, 122, 123, 124, and the storage 130 includes a capacitor 132 as described with reference to FIG. 3, and the ground 140 is shown in FIG. 3. It may correspond to the ground portion 142 described with reference.
  • the electromagnetic wave-current converter 114 may include an external frame and an interior frame connected to the external frame to form a mesh structure. This will be described with reference to FIG. 4.
  • FIG. 12 is an enlarged view of the electromagnetic wave-current converter shown in FIG. 11.
  • the electromagnetic wave-current converter 114 may include an outer frame 114x and an inner frame 114y inside the outer frame 114x.
  • the width Wa of the outer frame 114x may be wider than the width Wb of the inner frame 114y.
  • the width Wa of the outer frame 114x may be 1 to 3 cm, and the width Wb of the inner frame 114y may be 01 to 0.2 cm.
  • the outer frame 114x may have a quadrangular shape, and the width Wa of the outer frame 114x may be substantially uniform.
  • the inner frame 114y may be surrounded by the outer frame 114x and have a mesh structure.
  • the outer frame 114x includes a plurality of first segment groups extending in a first direction, and a plurality of second segment groups extending in a second direction crossing the first direction. can do.
  • the width Wb of the inner frame 114y may be substantially uniform.
  • Square spaces may be formed by the first segment group and the second segment group of the inner frame 114y.
  • the rectangular spaces may be arranged in the first direction and the second direction.
  • the width of each of the quadrangular spaces may be substantially uniform. For example, the widths of the rectangular spaces may be about 1 cm 2 .
  • the outer frame 114x serves as a loop antenna, and may mainly receive a magnetic field among electromagnetic waves generated by the power transport apparatuses 212, 214, and 220 described with reference to FIG. 11.
  • the inner frame 114y may mainly receive an electric field among electromagnetic waves generated by the power transport apparatuses 212, 214, and 220 described with reference to FIG. 11.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave generated in the power transportation device according to the second embodiment of the present invention May include an electromagnetic wave-current converter having a sheet shape.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 is a diagram for describing an electromagnetic wave-to-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in a power transport apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic waves generated by the power transport apparatus converts the electromagnetic waves generated by the power transport devices 212, 214, and 220 into alternating current.
  • the electromagnetic wave-current converter 116, the rectifier 120 for rectifying the AC current converted by the electromagnetic wave-current converter 116, and the rectified AC current is stored, and the ground from the ground unit 140
  • the storage unit 130 may be provided.
  • the electromagnetic wave-current converter 116 may have a sheet shape formed of a conductive material, unlike the electromagnetic wave-current converter 114 described with reference to FIG. 12.
  • the electromagnetic wave-current converter 116 may correspond to the electromagnetic wave-current converter 112 described with reference to FIG. 4 diodes 121, 122, 123, 124, and the storage 130 includes a capacitor 132 as described with reference to FIG. 3, and the ground 140 is shown in FIG. 3. It may correspond to the ground portion 142 described with reference.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic wave according to the third embodiment of the present invention has an electromagnetic wave-current converter located on the power transport line It may include.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14.
  • FIG. 14 is a diagram for describing an electromagnetic wave-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic waves generated by the power transport apparatus converts the electromagnetic waves generated by the power transport devices 212, 214, and 220 into alternating current.
  • the electromagnetic wave-current converter 114, the rectifier 120 for rectifying the AC current converted by the electromagnetic wave-current converter 114, and the rectified AC current is stored, and the ground from the ground unit 140
  • the storage unit 130 may be provided.
  • the electromagnetic wave-current converter 114 may have a mesh shape formed of a conductive material and may be disposed on the power transport line 220.
  • a sheet formed of a conductive material It may have a form, and may include an electromagnetic wave-current converter disposed on the power transport line 220.
  • the electromagnetic wave-current in the form of a mesh or plate disposed under the power transport line 220 may further include.
  • the energy conversion and storage device using the electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the fourth embodiment of the present invention corresponding to the plurality of power transport lines, a plurality of electromagnetic wave-current It may include a conversion unit.
  • a conversion unit an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15.
  • FIG. 15 is a diagram for describing an electromagnetic wave-current converter of an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated by a power transport apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the AC current generated from the power transport devices 212, 214, 220a and 220b may be alternating current.
  • the rectifier 120 rectifying the AC current converted by the electromagnetic wave-current converters 114a and 114b, the rectified AC current, and the grounded part
  • the storage unit 130 may receive a ground from the 140.
  • the power transport apparatuses 212, 214, 220a and 220b may include a first power transmission line 212 and a second power transmission tower 214 spaced apart from each other, and a first power transport line connected to the first and second power transmission towers 212 and 214. And a second power transport line 220b connected to the first and second power transmission towers 212 and 214 and positioned on the first power transport line 220a.
  • the first electromagnetic wave-current converter 114a may be disposed under the first power transport line 220a, and the second electromagnetic wave-current converter 114b may be the first power transport line 220a and the second power. It may be disposed between the transport ship 220b.
  • the first and second electromagnetic wave-to-current converters 114a and 114b are connected to the first and second transmission towers 212 and 214 so that the first and second power transport lines 220a and 220b extend. It can extend in the direction to become.
  • the first and second electromagnetic wave-current converters 114a and 114b may have a mesh shape formed of a conductive material.
  • the first and second electric wave-current converters 114a and 114b may have a sheet shape formed of a conductive material as described with reference to FIG. 13. .
  • the rectifying unit 120 and the storage unit 130 are connected to the first and second electromagnetic wave-current converters 114a and 114b, so that the first and second electromagnetic wave-current converters 114a and 114b
  • the rectified AC rectification may be rectified and the rectified AC current may be stored.
  • the first and second electromagnetic wave-current converters 114a and 114b may correspond to the electromagnetic wave-current converter 112 described with reference to FIG. 3, and the rectifier 120 is described with reference to FIG. 3.
  • 140 may correspond to the ground portion 142 described with reference to FIG. 3.
  • the storage device may include a plurality of rectifiers and storage units to correspond to the plurality of electromagnetic wave-current converters.
  • an electromagnetic wave energy conversion and storage device generated in the power transportation device according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
  • FIG. 16 is a view for explaining an energy conversion and storage device using electromagnetic waves generated in the power transport apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the AC current generated from the power transport devices 212, 214, 220a, and 220b may be alternating current.
  • the storage units 130a and 130b may be provided with grounds from the ground units 140a and 140b.
  • the power transport apparatuses 212, 214, 220a, and 220b may have a first transmission tower 212 and a second transmission tower 214 spaced apart from each other, and the first and second transmission towers (as described with reference to FIG. 7).
  • the first and second electromagnetic wave-to-current converters 114a and 114b are, as described with reference to FIG. 15, below the first power transport line 220a and the first power transport line 220a and the first power transport line 220a. Each of the two power transport lines 220b may be disposed.
  • the first and second second electromagnetic wave-current converters 114a and 114b may have a mesh shape formed of a conductive material. Alternatively, unlike shown in FIG. 16, the first and second electric wave-current converters 114a and 114b may have a sheet shape formed of a conductive material as described with reference to FIG. 13. .
  • Each of the plurality of rectifiers 120a and 120b and each of the plurality of storage units 130a and 130a may be connected to each of the plurality of electromagnetic wave-current converters 114a and 114b.
  • one rectifier and one storage may be connected to one electromagnetic wave-current converter.
  • the first rectifier 120a may be connected to the first electromagnetic wave-current converter 114a to rectify the alternating current in which electromagnetic waves are converted by the first electromagnetic wave-current converter 114a.
  • the first storage unit 130a may store the AC current rectified by the first rectifying unit 120a and receive ground from the first ground unit 140a.
  • the second rectifier 120b may be connected to the second electromagnetic wave-current converter 114b to rectify an alternating current in which electromagnetic waves are converted by the second electromagnetic wave-current converter 114b.
  • the second storage unit 130b may store the AC current rectified by the second rectifying unit 120b and receive ground from the second ground unit 140b.
  • the first and second electromagnetic wave-current converters 114a and 114b may correspond to the electromagnetic wave-current converter 112 described with reference to FIG. 3, and the first and second rectifiers 120a and 120b.
  • ) Includes first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124 as described with reference to FIG. 3, and the first and second reservoirs 130a and 130b are described with reference to FIG. 3.
  • the capacitor 132 may be included, and the ground unit 140 may correspond to the ground unit 142 described with reference to FIG. 3.
  • the electromagnetic wave-current converter may be disposed adjacent to the power transport device in various ways to convert the electromagnetic waves generated by the power transport device into alternating current.
  • an energy conversion and storage device using electromagnetic waves provided with ground from a ground providing unit that generates ground using power input from the outside will be described.
  • FIG. 17 illustrates an energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • An energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit may include a ground providing unit 301 and a conversion unit 302.
  • the ground providing unit 301 may generate a ground by using a voltage input from the outside, and provide the generated ground to the converter 302.
  • an AC voltage of 220V or 110V may be input to the ground providing unit 301, and the ground providing unit 301 may generate ground using the AC voltage.
  • the ground providing unit 301 may be connected to an outlet to receive the AC voltage from the outlet.
  • the converter 302 may receive ground from the ground provider 301.
  • the converter 302 may receive an alternating current from a first power consumption / transport apparatus 303 that consumes or transports power, and rectifies the input alternating current to store it as electrical energy. have.
  • the converter 302 may include a rectifier 120 and a storage 130 described with reference to FIG. 1.
  • the conversion unit 302 and the ground providing unit 301 may be configured as one body product.
  • the alternating current may be generated by converting electromagnetic waves generated by the first power consumption / transport device 303.
  • the alternating current may be surface current generated by electromagnetic waves generated by the first power consumption / transport device 303 touching a conductive object.
  • the surface current may flow along the surface of the conductive object.
  • the alternating current flows to the ground current by converting electromagnetic waves generated from the first power consumption / transportation device 303 (for example, a computer, a refrigerator, a TV, a mobile phone, a transmission tower, a wire, etc.) into surface current. It can be a current. As another example, the alternating current may be a current flowing from the electromagnetic waves generated in the electronic device inside and outside the building to surface current and flowing to the ground of the building.
  • the first power consumption / transportation device 303 for example, a computer, a refrigerator, a TV, a mobile phone, a transmission tower, a wire, etc.
  • the alternating current may be a current flowing from the electromagnetic waves generated in the electronic device inside and outside the building to surface current and flowing to the ground of the building.
  • the converter 302 may receive ground from the ground providing unit 301, rectify the AC current, and store the AC current as electrical energy.
  • the stored electrical energy may be supplied back to the first power consumption / transport device 303 or to a second power consumption / transport device 304 different from the first power consumption / transport device 303. have.
  • the shielding effect of the electromagnetic waves emitted by the power consumption / transport device 303 can be improved, and a high efficiency and high reliability energy conversion and storage device can be provided.
  • FIG. 18 is a schematic view of a circuit diagram of an energy conversion and storage device provided with ground from a ground providing unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is a diagram illustrating grounding from a ground providing unit according to a modified example of the embodiment of the present invention. A schematic diagram of the provided energy conversion and storage device is shown.
  • an energy conversion and storage device 300 that receives ground from a ground providing unit according to an embodiment of the present disclosure may include a first input terminal 312, a second input terminal 314, and a first output. It may include a terminal 322, a second output terminal 324, a ground providing unit 330, a converter 340, a current input terminal 350, a connection ground unit 360, and a switching element 370. have.
  • the first and second input terminals 312 and 314 may receive a voltage V in input from the outside. According to an embodiment of the present disclosure, the first and second input terminals 312 and 314 are connected to an outlet so that an AC voltage of 110V or 220V may be input to the first and second input terminals 312 and 314. Can be.
  • the first and second output terminals 322 and 324 are connected to the first and second input terminals 312 and 314, respectively, to be input to the first and second input terminals 312 and 314.
  • the voltage V in may be output to the outside.
  • the first and second output terminals 322 and 324 are connected to a power consumption / transport device that consumes or transports power, so that the first and second input terminals 312 and 314 are connected.
  • the voltage V in input from) may be transferred to the power consumption / transport device.
  • the ground providing unit 330 is connected to the first and second input terminals 312 and 314, by using a voltage input from the outside to the first and second input terminals 312 and 314. You can create ground.
  • the generated ground may be provided to the converter 340.
  • the current input terminal 350 may receive a current I t from the outside.
  • the current input terminal 350 may be connected to a ground terminal of a plug of the power consumption / transport device connected to the first and second output terminals 322 and 324.
  • the current I t input to the current input terminal 340 may be introduced into the current input terminal 350 from the ground terminal of the plug of the power consumption / transport device.
  • the current I t input to the current input terminal 350 is an electromagnetic wave generated by the power consumption / transport device connected to the first and second output terminals 322 and 324. May include the converted alternating current.
  • connection ground part 360 may be configured to be connected to an external ground part. According to an embodiment of the present disclosure, the connection grounding part 360 may be connected to the grounding part of the outlet, and may receive ground from the grounding part of the outlet.
  • the switching element 370 may connect the connection ground unit 360 and the converter 370.
  • the switching element 370 may be manually opened and closed by a user using an energy conversion and storage device 300 that receives ground from a ground providing unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the converter 340 is provided with the ground from the connection ground unit 360 and / or the ground providing unit 330, is connected to the current input terminal 350, and receives the current I input from the outside. t ) can be rectified to store electrical energy.
  • the converter 340 may transfer the stored electrical energy to the power consumption / transport device or to another power consumption / transport device.
  • the energy conversion and storage device provided with the ground from the ground providing unit may include the first and second input terminals 312 and 314 to remove noise, as shown in FIG. 3. ) And an EMI filter 380 connecting the first and second output terminals 322 and 324.
  • 20 is a circuit diagram illustrating a ground providing unit of an energy conversion and storage device provided with ground from the ground providing unit according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the ground providing unit 330 described with reference to FIGS. 18 and 19 may include first to third resistors 332, 334, and 336 and first to fourth diodes 330D1 and 330D2. , 330D3, 330D4, and ground terminal 338 provided with ground.
  • One end 332a of the first resistor 332 is connected to the first input terminal 312, and the other end 332b of the first resistor 332 is an anode of the first diode 330D1 and the first resistor 332a. It may be connected to the cathode of two diodes 330D2.
  • the cathode of the first diode 330D1 may be connected to one end 334a of the second resistor 334 and the cathode of the third diode 330D3.
  • the anode of the first diode 330D1 may be connected to the other end 332b of the first resistor 332 and the cathode of the second diode 330D2.
  • the cathode of the second diode 330D2 may be connected to the other end 332b of the first resistor 332 and the anode of the first diode 330D1.
  • the anode of the second diode 330D2 may be connected to the other end 334b of the second resistor 334 and the anode of the fourth diode 330D4.
  • the cathode of the third diode 330D3 may be connected to the cathode of the first diode 330D1 and the one end 334a of the second resistor 334.
  • An anode of the third diode 330D3 may be connected to a cathode of the second input terminal 314 and the fourth diode 330D4.
  • the cathode of the fourth diode 330D4 may be connected to the anode of the third diode 330D3 and the second input terminal 314.
  • the anode of the fourth diode 330D4 may be connected to the anode of the second diode 330D2 and the other end 334b of the second resistor 334.
  • the cathode of the first diode 330D1 and the cathode of the third diode 330D3 may be connected to the one end 334a of the second resistor 334.
  • the anode of the second diode 330D2 and the anode of the fourth diode 330D4 may be connected to the other end 334b of the second resistor 334.
  • One end of the third resistor 336 may be connected to the one end 334a of the second resistor 334, and the other end of the third resistor 336 may be connected to a ground terminal 338 provided with ground. .
  • the third resistor 336 may prevent the abnormal current, the overcurrent, the noise, and the like from flowing into the third resistor 336.
  • the ground terminal 338 is connected to the conversion unit 340 described with reference to FIGS. 18 and 19, and the ground providing unit 330 may provide ground to the conversion unit 340.
  • the first and second input terminals 312 and 314 are connected to an external outlet, and an AC voltage is input to the first and second input terminals 312 and 314, for example, the first input
  • a power line is positioned at the terminal 312
  • most of the voltage is applied to the first resistor 332 and the second resistor 334, and a current having a positive polarity is applied to the first diode 330D1.
  • the second resistor 334 is introduced into the one end 334a of the second resistor 334, and a current having a negative polarity passes through the second diode 1330D2 and the other end 334b of the second resistor 334. Inflow).
  • a current having a positive polarity introduced into the one end 334a of the second resistor 334 and a current having a negative polarity introduced into the other end 334b of the second resistor 334. are out of phase with each other.
  • ground may be provided to the ground terminal 338.
  • a power line is located at the second input terminal 314, most of the voltage is applied to the second resistor 334, and a current having a positive polarity is connected to the third diode 330D3.
  • Is introduced into the second resistor 334a, and a current having a negative polarity passes through the fourth diode 330D4 and flows into the other end 334b of the second resistor 334.
  • a current having a positive polarity introduced into the one end 334a of the second resistor 334 and a current having a negative polarity introduced into the other end 334b of the second resistor 334. are out of phase with each other.
  • ground may be provided to the ground terminal 338.
  • the conversion unit 340 described with reference to FIGS. 18 and 19 receives the ground from the ground providing unit 330 and uses the first to fourth diodes 121 ⁇ 124 described with reference to FIG. 3. It may include a rectifier and a storage including a capacitor 132.
  • the converter 140 described with reference to FIGS. 18 and 19 will be described with reference to FIG. 21.
  • FIG. 21 is a circuit diagram illustrating a converter of an energy conversion and storage device receiving ground from a ground provider according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the converter 340 described with reference to FIGS. 18 and 19 includes the first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124 described with reference to FIG. 3.
  • the storage unit 142 may include a rectifier and a capacitor 132.
  • the current input terminal 350 may receive a current I t from the outside.
  • the current I t may be input to the first node N1 of the converter 340.
  • the current I t input to the first node N1 may be rectified by the rectifying unit and stored as electrical energy in the storage unit.
  • the current input terminal 350 may be connected to a ground terminal of a plug of the power consumption / transport device connected to the first and second output terminals 322 and 324, In this case, the current I t input to the current input terminal 350 may be introduced into the current input terminal 350 from the ground terminal of the plug of the power consumption / transport device.
  • the current I t input to the current input terminal 350 is an electromagnetic wave generated by the power consumption / transport device connected to the first and second output terminals 322 and 324. May include the converted alternating current.
  • the cathode of the first diode 340D1 may be connected to the first node N1.
  • An anode of the second diode 340D2 may be connected to the first node N1.
  • the cathode of the second diode 122 may be connected to one end 132a of the capacitor 132.
  • An anode of the first diode 131 may be connected to the other end 132b of the capacitor 132.
  • An anode of the third diode 133 may be connected to the anode of the first diode 131.
  • the cathode of the third diode 133 may be connected to the ground receiving node 342 so that ground may be provided to the cathode of the third diode 123.
  • the cathode of the fourth diode 124 may be connected to the one end 132a of the capacitor 132.
  • An anode of the fourth diode 124 may be connected to the ground receiving node 342 so that ground may be provided to the anode of the fourth diode 124.
  • the first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124 may rectify the current I t and transfer the rectified current I t to the capacitor 132.
  • the capacitor 132 may store the rectified current as electrical energy.
  • the current I t flowing into the first node N1 is an alternating current
  • an alternating current having a positive polarity among the alternating currents passes through the second diode 122 to allow the capacitor.
  • the third diode 123 and the ground receiving node 342 are stored in the one end 132a of 132 and the alternating current having a positive polarity is stored in the capacitor 132. Grounding may be provided to the other end 132b of 132.
  • An alternating current having a negative polarity among the alternating currents is stored at the other end 132b of the capacitor 132 through the first diode 121 and has a negative polarity at the capacitor 132.
  • the fourth diode 134 and the ground receiving node 342 may provide ground to the one end 132a of the capacitor 132 while alternating current is stored.
  • the first to fourth diodes 121, 122, 123, and 124 and the ground receiving node 342 may be configured to connect the other end of the capacitor 132 to a section in which the alternating current is a positive polarity.
  • the ground may be provided to 132b, and ground may be provided to the one end 132a of the capacitor 132 in a section in which the alternating current is negative polarity.
  • the ground may be switched to any one of the one end 132a and the other end 132b of the capacitor 132 according to the polarity of the AC current.
  • the ground is provided to the other end 132b of the capacitor 132
  • the capacitor 132 Ground may be provided to the one end 132a of FIG.
  • the ground receiving node 342 may be connected to the ground providing unit 330 and / or the connecting ground unit 360 described with reference to FIGS. 18 through 20 to receive ground.
  • 22 and 23 are perspective views illustrating an example of a product implementing the energy conversion and storage device according to an embodiment of the present invention.
  • an energy conversion and storage device 400 may include a plug 410, a first terminal 420, a plug receiver 430, and a second terminal 440. It may include.
  • the plug 410 may correspond to the first and second input terminals 312 and 314 described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the first terminal 320 may correspond to the connection ground unit 360 described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the plug 410 and the first terminal 420 may be connected to a plug receiver of an outlet and a ground terminal of the outlet, respectively. Thus, an AC voltage may be input to the plug 410, and ground may be provided to the first terminal 420.
  • the plug receiver 430 may correspond to the first and second output terminals 322 and 324 described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the second terminal 440 may correspond to the current input terminal 350 described with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the plug receiver 430 may be connected to a plug of a power consumption / transport device to transmit the AC voltage received from the outlet to the power consumption / transport device.
  • the second terminal 440 may be connected to the ground terminal of the plug of the power consumption / transport device, so that an AC current may flow from the power consumption / transport device to the second terminal 440.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)

Abstract

전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 제공된다. 상기 장치는, 외부로부터 입력된 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함한다.

Description

전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{ENERGY CONVERSION AND STORAGE DEVICE USING ELECTROMAGNETICWAVE}
본 발명은 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 관련된 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 공보 10-2011-0003455에서 개시된 것과 같이 전자파를 이용한 유도 발전기 등, TV, 컴퓨터 등 각종 전자 기기에서 발생하는 전자파를 에너지원으로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명의 일 기술적 과제는 고효율의 전자파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 고신뢰성의 전자파 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 전자파 흡수율이 높은 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 전력 수송 장치에서 발생되는 전자파를 효율적으로 흡수하여 전기 에너지로 저장하는 에너지 변환 및 저장 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 외부로부터 입력된 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭되어 제공되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 타단에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 일단에 접지가 제공되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 정류부와 연결되고, 상기 저장부와 직접적으로 연결(directly connected)되지 않은 접지부를 더 포함하되, 상기 접지부는 상기 저장부에 접지를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 정류 회로를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 정류 회로는, 교류 전류가 입력되는 제1 노드, 상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드, 상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드, 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애소드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드, 상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송선에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부, 상기 교류 전류를 정류하는 정류부, 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고 접지를 제공받는 저장부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 수송 장치는 제1 송전탑, 상기 제1 송전탑과 이격된 제2 송전탑, 및 상기 제1 송전탑과 상기 제2 송전탑에 연결된 전력 수송선을 포함하고, 상기 전자파-전류 변환부는 상기 제1 송전탑, 상기 제2 송전탑, 및 상기 전력 수송선에 인접하게 배치되고 전도성 물질로 형성된 메쉬 또는 판 형태를 갖는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부는, 외부 프레임, 및 상기 외부 프레임과 연결되어 상기 외부 프레임 내에 메쉬 형태를 구성하는 내부 프레임을 포함하되, 상기 외부 프레임의 폭은 상기 내부 프레임의 폭보다 넓은 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 수송 장치는 제1 송전탑, 상기 제1 송전탑과 이격된 제2 송전탑, 상기 제1 송전탑과 상기 제2 송전탑에 연결된 제1 전력 수송선, 및 상기 제1 송전탑과 상기 제2 송전탑에 연결되고 상기 제1 전력 수송선과 이격된 제2 전력 수송선을 포함하고, 상기 전자파-전류 변환부는, 상기 제1 전력 수송선과 상기 제2 전력 수송선 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 전력 수송선이 연장되는 방향으로 연장하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 정류부는, 상기 교류 전류 전류가 입력되는 제1 노드, 상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드, 상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드, 상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애노드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드, 및 상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 외부로부터 전압이 입력되는 제1 및 제2 입력 단자들, 상기 제1 및 제2 입력 단자들과 연결되어, 상기 전압을 이용하여 접지를 생성하는 접지 제공부, 외부의 접지부와 연결되도록 구성된 연결 접지부, 외부로부터 전류가 입력되는 전류 입력 단자, 및 상기 연결 접지부 및/또는 상기 접지 제공부로부터 접지를 제공받고, 상기 전류 입력 단자와 연결되어 상기 외부로부터 입력된 전류를 정류하여 전기 에너지로 저장하는 변환부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전류 입력 단자로 입력되는 상기 전류는 전력 소비/수송 장치에서 생성된 전자파가 변환된 교류 전류를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 제1 및 제2 입력 단자들과 각각 연결되어, 상기 전압을 전달받아 외부로 출력하는 제1 및 제2 출력 단자, 및 상기 제1 및 제2 입력 단자들과 상기 제1 및 제2 출력 단자들을 연결하는 EMI 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 입력 단자들은 외부의 콘센트와 연결되어 상기 전압이 입력되도록 구성되고, 상기 연결 접지부는 상기 콘센트의 접지부와 연결되도록 구성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 제1 및 제2 입력 단자들과 각각 연결되어, 상기 전압을 전달받아 외부로 출력하는 제1 및 제2 출력 단자를 더 포함하되, 상기 전류 입력 단자는, 상기 제1 및 제2 출력 단자와 연결되어, 상기 제1 및 제2 출력 단자로부터 상기 전압을 입력받아 전력을 소비 또는 수송하는 전력 소비/수송 장치의 플러그의 접지 단자와 연결되는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 외부로부터 입력된 전자파가 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 전자파 에너지 변환 및 저장 소자가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치는, 외부로부터 입력되는 전압을 이용하여 접지를 생성하는 접지 제공부, 및 상기 접지 제공부로부터 접지를 제공받고 교류 전류를 정류하여 전기 에너지로 저장하는 변환부를 포함한다. 이로 인해, 전자파의 흡수율이 향상되고, 고효율 및 고신뢰성의 에너지 변환 및 저장 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 일 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 변형 예에 포함된 추가회로를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 설명하기 위한 그래프로서, 도 3을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 측정한 그래프로서, 도 3을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 충전된 전자파 에너지 변환 및 저장 장치가 방전 시 발생시키는 전력을 측정한 그래프로서, 도 3을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 전자파-전류 변환부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 회로도를 간략하게 도시한 것이다.
도 19는 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 회로도를 간략하게 도시한 것이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 접지 제공부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 변환부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 22 및 도 23을 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 변환 및 저장 장치를 구현한 제품의 일 예를 도시한 사시도들이다.
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 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 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, 전자파가 전도성 물체에 닿아 생성된 표면 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체의 표면을 따라 흐를 수 있다. 예를 들어, 상기 교류 전류는 다양한 전자 기기(예를 들어, 컴퓨터, 냉장고, TV, 핸드폰 등과 같은 전력 소비 장치, 또는 전력 수송 장치 등)에서 발생된 전자파가 표면 전류로 변환되어 접지로 흘러가는 전류일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 교류 전류는 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자파가 표면 전류로 변환되어 건물의 접지로 흘러가는 전류일 수 있다.
상술된 실시 예와는 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 전자파-전류 변환부(110)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전자파-전류 변환부(110)는 외부로부터 입력된 전자파를 교류 전류로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전자파-전류 변환부(110)는 전도성 물질로 형성된 판(sheet) 또는 메쉬(mesh) 형태를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 판 형태의 전자파-전류 변환부(110)은 오목부 및 볼록부를 갖는 요철 형태일 수 있다.
미시적 관점에서, 전도성 물체에 입사된 전자파는 상기 전도성 물체의 표면을 타고 흐르는 교류 전류를 생성하고, 상기 교류 전류가 다시 전자파를 발생시키고, 상기 다시 발생된 전자파가 상기 전도성 물체에서 반사된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 전자파에 의해 발생된 상기 교류 전류가 다시 전자파로 변환되기 전에, 상기 전자파에 의해 발생된 상기 교류 전류를 상기 정류부(120)로 전달 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 전자파가 변환되어 생성된 상기 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
외부로부터 전자파가 수신될 수 있다.(S110) 상기 전자파는 각종 전자 기기에서 발생된 것을 포함할 수 있다. 상기 전자파는 교류 전류로 변환 될 수 있다.(S120) 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전자파는 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전자파-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(130)에 저장될 수 있다.(S140)
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 정류부를 구성하는 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124), 및 상기 다이오드들(121, 122, 123, 124)과 연결되고 저장부를 구성하는 커패시터(132)를 포함할 수 있다.
교류전류 출력부(112)는 전자파를 교류 전류로 변환하여 제1 노드(N1)로 출력한다. 상기 교류전류 출력부(112)는 도 1을 참조하여 설명된 전자파-전류 변환부(110)일 수 있다. 이와는 달리, 상기 교류전류 출력부(112)는 전자파가 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 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 전자파가 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 전자파가 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 전자파가 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.
다시 말하면, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(121~124) 및 상기 접지부(142)는, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공되고, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b) 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭(switching)되어 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지가 제공될 수 있다.
상기 접지부(142)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상기 접지부(142)는 상기 정류부를 구성하는 상기 제3 및 제4 다이오드들(123, 124)와 직접적으로(directly) 연결되고, 상기 저장부(132)와 직접적으로 연결되지 않을 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(142)는 상기 건물의 접지봉일 수 있다. 이 경우, 상기 접지봉의 질량이 증가할수록, 상기 커패시터(132)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다. 또한, 상기 접지봉의 체적이 증가할수록, 상기 커패시터(132)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다. 또한 상기 접지봉의 전기 전도도가 증가할수록, 상기 커패시터(132)에 저장되는 전기 에너지의 저장 속도가 증가할 수 있다.
다른 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 가정용 전자 기기(예를 들어, 냉장고, 컴퓨터, 세탁기 등)에서 발생된 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(142)는 콘센트 접지일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 휴대용 전자 기기(예를 들어, 핸드폰, MP3 플레이어 등)에서 발생된 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류를 저장하는 경우, 상기 접지부(142)는 가상 접지 또는 중성선 접지 일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 상기 접지부(142)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 일 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 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 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 일 변형 예는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b)과 연결된 추가 회로(150)를 더 포함할 수 있다.
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 전자파 에너지 변환 및 저장 장치가 과 충전으로부터 보호될 수 있다.
상술된 바와는 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.
또는 상술된 바와 달리, 상기 추가 회로(150)는 상기 전기 접점 스위치와 상기 증폭 회로를 모두 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 변형 예에 포함된 추가회로를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5를 참조하면, 도 3을 참조하여 설명된 전자파를 이용한 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 전자파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 3을 참조하여 설명된 전자파를 이용한 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 전자파를 발생시키는 기기의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 설명하기 위한 그래프로서, 도 3을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 달리한 것이다.
도 7을 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 4는 도 3을 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 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위 차이, 및 최초 충전 속도를 측정하였다.
실험 예 1에서, 전자파가 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, 전자파가 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, 전자파가 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, 전자파가 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 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류와 접지부 사이의 최대 전위차가 조절되는 것을 알 수 있다. 또한, 전자파가 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 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 커패시터에 저장되는 전압의 초기 충전 속도를 측정한 그래프로서, 도 3을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 8을 참조하면, 실험 예 1 내지 실험 예 3은 도 3을 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 전자파가 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 전자파가 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 전자파가 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 9는 본 발명의 실시 예에 따라 충전된 전자파 에너지 변환 및 저장 장치가 방전 시 발생시키는 전력을 측정한 그래프로서, 도 3을 참조하여 설명된 회로도에서 접지부의 종류를 콘센트 접지와 가상접지로 달리한 것이다.
도 9를 참조하면, 도 7을 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.
이하, 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 전자파-전류 변환부(110), 정류부(120), 및 저장부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(110)는 상기 전력 수송 장치(100)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수송 장치(100)는, 송전탑, 및/또는 송전탑들 사이에 연결하는 전력 수송선을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전자파-전류 변환부(110)는 전도성 물질로 형성된 메쉬(mesh), 또는 판(sheet) 형태일 수 있다. 상기 전도성 물질은 금속(예를 들어, 알루미늄), 또는 전도성 고분자 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 교류 전류는, 상기 전력 수송 장치(100)에서 발생된 전자파가 전도성 물체(상기 전자파-전류 변환부(110))에 닿아 생성된 표면 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체(상기 전자파-전류 변환부(110))의 표면을 따라 흐를 수 있다. 예를 들어, 상기 교류 전류는, 송전탑 및/또는 전력 수송선에서 발생된 전자파가 표면 전류로 변환된 접지로 흘러가는 전류일 수 있다.
상기 정류부(120)는, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전자파-전류 변환부(110)에서 변환된 교류 전류를 정류할 수 있다. 상기 정류부(120)는 상기 정류된 교류 전류를 상기 저장부(130)로 전달할 수 있다. 상기 저장부(130)는, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 접지부(140)로부터 접지를 제공받고, 상기 정류된 교류 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 전력 수송 장치는 송전탑, 및/또는 전력 수송선을 포함할 수 있고, 상기 전자파-전류 변환부는 상기 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환할 수 있도록, 상기 전력 수송 장치에 인접하게 배치될 수 있다. 이하, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전력 수종 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치에 포함된 전자파-전류 변환부가 설명된다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치(212, 214, 220)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부(114), 상기 전자파-전류 변환부(114)에서 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부(120), 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고, 접지부(140)로부터 접지를 제공받는 저장부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전력 수송 장치(212, 214, 220)는 제1 송전탑(212), 상기 제1 송전탑(212)과 이격된 제2 송전탑(214), 및 상기 제1 송전탑(212)과 상기 제2 송전탑(214)에 연결된 전력 수송선(220)을 포함할 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(114)는 전도성 물질(예를 들어, 금속 또는 전도성 고분자)로 형성된 메쉬(mesh) 형태를 가질 수 있다. 상기 전자파-전류 변환부(114)는 상기 전력 수송선(220)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하기 위해, 상기 전력 수송선(220)과 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자파-전류 변환부(114)는, 상기 제1 송전탑(212) 및 상기 제2 송전탑(214)에 연결되고, 상기 전력 수송선(220) 아래에 배치되어 상기 전력 수송선(220)이 연장하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(114)는 도 3을 참조하여 설명된 전자파-전류 변환부(112)에 대응될 수 있고, 상기 정류부(120)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)을 포함하고, 상기 저장부(130)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 커패시터(132)를 포함하고, 상기 접지부(140)는 도 3을 참조하여 설명된 접지부(142)에 대응될 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(114)는 외부 프레임(exterior frame) 및 상기 외부 프레임과 연결되어 메시(mesh) 구조를 이루는 내부 프레임(interior frame)을 포함할 수 있다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 12는 도 11에 도시된 전자파-전류 변환부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 상기 전자파-전류 변환부(114)는 외부 프레임(114x) 및 상기 외부 프레임(114x) 내부의 내부 프레임(114y)을 포함할 수 있다. 상기 외부 프레임(114x)의 폭(Wa)는 상기 내부 프레임(114y)의 폭(Wb)보다 넓을 수 있다. 예를 들어, 상기 외부 프레임(114x)의 상기 폭(Wa)이 1~3cm이고, 상기 내부 프레임(114y)의 상기 폭(Wb)는 01~0.2cm 일 수 있다.
상기 외부 프레임(114x)은 사각형의 형태를 가지고, 상기 외부 프레임(114x)의 상기 폭(Wa)은 실질적으로(substantially) 균일할 수 있다. 상기 내부 프레임(114y)은 상기 외부 프레임(114x)으로 둘러싸여, 메시(mesh) 구조를 가질 수 있다. 다시 말하면, 상기 외부 프레임(114x)은 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 세그먼트 그룹(first segment group), 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 세그먼트 그룹을 포함할 수 있다. 상기 내부 프레임(114y)의 상기 폭(Wb)은 실질적으로 균일할 수 있다. 상기 내부 프레임(114y)의 상기 제1 세그먼트 그룹 및 제2 세그먼트 그룹에 의해 사각형 형상의 공간(space)들이 형성될 수 있다. 상기 사각형 형상의 공간들은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 배열될 수 있다. 상기 사각형 형상의 공간들의 각각의 넓이는 실질적으로 균일할 수 있다. 예를 들어, 상기 사각형 형상의 공간들의 넓이는 약 1cm2일 수 있다.
상기 외부 프레임(114x)은 루프 안테나의 역할을 하여, 도 11을 참조하여 설명된 상기 전력 수송 장치(212, 214, 220)에서 발생된 전자파 중에서 자계를 주로 수신할 수 있다. 상기 내부 프레임(114y)은, 도 11을 참조하여 설명된 상기 전력 수송 장치(212, 214, 220)에서 발생된 전자파 중에서 전계를 주로 수신할 수 있다.
도 11을 참조하여 설명된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치와 달리, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 판(sheet) 형태를 갖는 전자파-전류 변환부를 포함할 수 있다. 이하, 도 13을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치(212, 214, 220)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부(116), 상기 전자파-전류 변환부(116)에서 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부(120), 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고, 접지부(140)로부터 접지를 제공받는 저장부(130)를 포함할 수 있다. 상기 전자파-전류 변환부(116)는, 도 12를 참조하여 설명된 상기 전자파-전류 변환부(114)와 달리, 전도성 물질로 형성된 판(sheet) 형태를 가질 수 있다.
상기 전자파-전류 변환부(116)는 도 3을 참조하여 설명된 전자파-전류 변환부(112)에 대응될 수 있고, 상기 정류부(120)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)을 포함하고, 상기 저장부(130)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 커패시터(132)를 포함하고, 상기 접지부(140)는 도 3을 참조하여 설명된 접지부(142)에 대응될 수 있다.
상술된 제1 및 제2 실시 예들에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치와 달리, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는 전력 수송선 상에 위치한 전자파-전류 변환부를 포함할 수 있다. 이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치(212, 214, 220)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부(114), 상기 전자파-전류 변환부(114)에서 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부(120), 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고, 접지부(140)로부터 접지를 제공받는 저장부(130)를 포함할 수 있다. 상기 전자파-전류 변환부(114)는, 도 11을 참조하여 설명된 것과 같이, 전도성 물질로 형성된 메쉬(nesh) 형태를 갖고, 상기 전력 수송선(220) 상에 배치될 수 있다.
이와는 달리, 본 발명의 제3 실시 예의 제1 변형 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 도 13을 참조하여 설명된 것과 같이, 전도성 물질로 형성된 판(sheet) 형태를 가지고, 상기 전력 수송선(220) 상에 배치된 전자파-전류 변환부를 포함할 수 있다.
이와는 달리, 본 발명의 제3 실시 예의 제2 변형 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 전력 수송선(220) 아래에 배치된 메쉬 또는 판 형태의 전자파-전류 변환부를 더 포함할 수 있다.
상술된 제1 내지 제3 실시 예들과 달리, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 복수의 전력 수송선에 대응하여, 복수의 전자파-전류 변환부를 포함할 수 있다. 이하, 도 15를 참조하여 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 전자파-전류 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치(212, 214, 220a, 220b)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부들(114a, 114b), 상기 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)에서 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부(120), 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고, 접지부(140)로부터 접지를 제공받는 저장부(130)를 포함할 수 있다.
상기 전력 수송 장치(212, 214, 220a, 220b)는 서로 이격된 제1 송전탑(212) 및 제2 송전탑(214), 상기 제1 및 제2 송전탑들(212, 214)에 연결된 제1 전력 수송선(220a), 및 상기 제1 및 제2 송전탑들(212, 214)에 연결되고 상기 제1 전력 수송선(220a) 상에 위치하는 제2 전력 수송선(220b)을 포함할 수 있다.
제1 전자파-전류 변환부(114a)는 상기 제1 전력 수송선(220a) 아래에 배치될 수 있고, 제2 전자파-전류 변환부(114b)는 상기 제1 전력 수송선(220a) 및 상기 제2 전력 수송선(220b) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)은 상기 제1 및 제2 송전탑들(212, 214)에 연결되어, 상기 제1 및 제2 전력 수송선들(220a, 220b)이 연장되는 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)은 전도성 물질로 형성된 메쉬(mesh) 형태를 가질 수 있다. 또는, 도 15에 도시된 바와 달리, 상기 제1 및 제2 전기파-전류 변환부들(114a, 114b)은 도 13을 참조하여 설명된 것과 같이, 전도성 물질로 형성된 판(sheet) 형태를 가질 수 있다.
상기 정류부(120) 및 상기 저장부(130)는 상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)과 연결되어, 상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b) 에서 변환된 교류 정류를 정류하고, 상기 정류된 교류 전류를 저장할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)는 도 3을 참조하여 설명된 전자파-전류 변환부(112)에 대응될 수 있고, 상기 정류부(120)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)을 포함하고, 상기 저장부(130)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 커패시터(132)를 포함하고, 상기 접지부(140)는 도 3을 참조하여 설명된 접지부(142)에 대응될 수 있다.
본 발명의 제4 실시 예와 달리, 도 15를 참조하여 설명된 것과 같이 복수의 전자파-전류 변환부가 제공되는 경우, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 상기 복수의 전자파-전류 변환부에 대응되도록 복수의 정류부들 및 저장부들을 포함할 수 있다. 이하, 도 16을 참조하여, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 16은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치는, 전력 수송 장치(212, 214, 220a, 220b)에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부들(114a, 114b), 상기 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)에서 변환된 교류 전류를 정류하는 정류부들(120a, 120b), 및 상기 정류된 교류 전류를 저장하고, 접지부들(140a, 140b)로부터 접지를 제공받는 저장부들(130a, 130b)을 포함할 수 있다.
상기 전력 수송 장치(212, 214, 220a, 220b)는 도 7을 참조하여 설명된 것과 같이, 서로 이격된 제1 송전탑(212) 및 제2 송전탑(214), 상기 제1 및 제2 송전탑들(212, 214)에 연결된 제1 전력 수송선(220a), 및 상기 제1 및 제2 송전탑들(212, 214)에 연결되고 상기 제1 전력 수송선(220a) 상에 위치하는 제2 전력 수송선(220b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)은, 도 15를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 제1 전력 수송선(220a) 아래 및, 상기 제1 전력 수송선(220a)와 상기 제2 전력 수송선(220b) 사이에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)은 전도성 물질로 형성된 메쉬(mesh) 형태를 가질 수 있다. 또는, 도 16에 도시된 바와 달리, 상기 제1 및 제2 전기파-전류 변환부들(114a, 114b)은 도 13을 참조하여 설명된 것과 같이, 전도성 물질로 형성된 판(sheet) 형태를 가질 수 있다.
상기 복수의 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)의 각각에 상기 복수의 정류부들(120a, 120b)의 각각, 및 상기 복수의 저장부들(130a, 130a)의 각각이 연결될 수 있다. 다시 말하면, 하나의 전자파-전류 변환부에 하나의 정류부 및 하나의 저장부가 연결될 수 있다.
구체적으로, 제1 정류부(120a)는 상기 제1 전자파-전류 변환 장치(114a)와 연결되어, 상기 제1 전자파-전류 변환 장치(114a)에서 전자파가 변환된 교류 전류를 정류할 수 있다. 제1 저장부(130a)는 상기 제1 정류부(120a)에서 정류된 교류 전류를 저장하고, 제1 접지부(140a)로부터 접지를 제공받을 수 있다. 제2 정류부(120b)는 상기 제2 전자파-전류 변환 장치(114b)와 연결되어, 상기 제2 전자파-전류 변환 장치(114b)에서 전자파가 변환된 교류 전류를 정류할 수 있다. 제2 저장부(130b)는 상기 제2 정류부(120b)에서 정류된 교류 전류를 저장하고, 제2 접지부(140b)로부터 접지를 제공받을 수 있다.
상기 제1 및 제2 전자파-전류 변환부들(114a, 114b)는 도 3을 참조하여 설명된 전자파-전류 변환부(112)에 대응될 수 있고, 상기 제1 및 제2 정류부들(120a, 120b)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 저장부들(130a, 130b)는 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이 커패시터(132)를 포함하고, 상기 접지부(140)는 도 3을 참조하여 설명된 접지부(142)에 대응될 수 있다.
도 11 내지 도 16에 도시된 것 외에, 다양한 방법으로 전자파-전류 변환부는 전력 수송 장치와 인접하게 배치되어, 전력 수송 장치에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환할 수 있다.
도 1, 도 3 내지 도 6, 도 10, 도 11, 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명된 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치의 정류부 및 저장부는, 외부로부터 입력되는 전압을 이용하여 생성된 접지를 제공받을 수 있다. 이하, 외부로부터 입력되는 전원을 이용하여 접지를 생성하는 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치가 설명된다.
도 17 은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치는 접지 제공부(301) 및 변환부(302)를 포함할 수 있다. 상기 접지 제공부(301)는 외부로부터 입력되는 전압을 이용하여 접지(ground)를 생성하고, 상기 변환부(302)로 상기 생성된 접지를 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 접지 제공부(301)로 220V 또는 110V의 교류 전압이 입력되고, 상기 접지 제공부(301)는 상기 교류 전압을 이용하여 접지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 접지 제공부(301)는 콘센트와 연결되어, 상기 콘센트로부터 상기 교류 전압을 입력 받을 수 있다.
상기 변환부(302)는, 상기 접지 제공부(301)로부터 접지를 제공받을 수 있다. 상기 변환부(302)는 전력을 소비하거나 또는 수송하는 제1 전력 소비/수송 장치(303, power consumption/transport apparatus)로부터 교류 전류를 입력받고, 상기 입력된 교류 전류를 정류하여 전기 에너지로 저장할 수 있다. 상기 변환부(302)는 도 1을 참조하여 설명된 정류부(120), 및 저장부(130)를 포함할 수 있다.
상기 변환부(302) 및 상기 접지 제공부(301)는 일체의 제품(one body product)로 구성될 수 있다.
상기 교류 전류는, 상기 제1 전력 소비/수송 장치(303)에서 발생된 전자파가 변환되어 생성된 것일 수 있다. 상기 교류 전류는, 상기 제1 전력 소비/수송 장치(303)에서 발생된 전자파가 전도성 물체에 닿아 생성된 표면 전류일 수 있다. 상기 표면 전류는 상기 전도성 물체의 표면을 따라 흐를 수 있다.
예를 들어, 상기 교류 전류는 상기 제1 전력 소비/수송 장치(303, 예를 들어, 컴퓨터, 냉장고, TV, 핸드폰, 송신탑, 전선 등)에서 발생된 전자파가 표면 전류로 변환되어 접지로 흘러가는 전류일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 교류 전류는 건물 내외부의 전자 기기에서 발생된 전자파가 표면 전류로 변환되어 건물의 접지로 흘러가는 전류일 수 있다.
상기 변환부(302)는, 상기 접지 제공부(301)로부터 접지를 제공받고, 상기 교류 전류를 정류하여 전기 에너지로 저장할 수 있다. 상기 저장된 전기 에너지는, 상기 제1 전력 소비/수송 장치(303)로 다시 공급되거나, 또는 상기 제1 전력 소비/수송 장치(303)와 다른 제2 전력 소비/수송 장치(304)로 공급될 수 있다. 이로 인해, 상기 전력 소비/수송 장치(303)에 의해 방출된 전자파의 차폐 효과가 향상될 수 있고, 고효율 및 고신뢰성의 에너지 변환 및 저장 장치가 제공될 수 있다.
이하, 도 18을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치를 상세하게 설명한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 회로도를 간략하게 도시한 것이고, 도 19는 본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 회로도를 간략하게 도시한 것이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치(300)는, 제1 입력 단자(312), 제2 입력 단자(314), 제1 출력 단자(322), 제2 출력 단자(324), 접지 제공부(330), 변환부(340), 전류 입력 단자(350), 연결 접지부(360), 및 스위칭 소자(370)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)은 외부로부터 입력되는 전압(Vin)을 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)은 콘센트와 연결되어, 110V 또는 220V의 교류 전압이 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)로 입력될 수 있다.
상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)은 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)와 각각 연결되어, 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)로 입력된 상기 전압(Vin)을 외부로 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)는, 전력을 소비 또는 수송하는 전력 소비/수송 장치와 연결되어, 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)로부터 입력된 상기 전압(Vin)을 상기 전력 소비/수송 장치로 전달할 수 있다.
상기 접지 제공부(330)는 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)과 연결되어, 상기 외부로부터 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)로 입력된 전압을 이용하여 접지를 생성할 수 있다. 상기 생성된 접지는 상기 변환부(340)로 제공될 수 있다.
상기 전류 입력 단자(350)는 외부로부터 전류(It)를 수신할 수 있다. 상기 전류 입력 단자(350)는 상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)과 연결된 상기 전력 소비/수송 장치의 플러그의 접지 단자와 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 전류 입력 단자(340)로 입력되는 상기 전류(It)는, 상기 전력 소비/수송 장치의 상기 플러그의 상기 접지 단자로부터 상기 전류 입력 단자(350)로 유입되는 것일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전류 입력 단자(350)로 입력되는 상기 전류(It)는, 상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)과 연결된 상기 전력 소비/수송 장치에서 생성된 전자파가 변환된 교류 전류를 포함할 수 있다.
상기 연결 접지부(360)는 외부의 접지부와 연결되도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 연결 접지부(360)는 콘센트의 접지부와 연결되어, 상기 콘센트의 접지부로부터 접지를 제공받을 수 있다.
상기 스위칭 소자(370)는 상기 연결 접지부(360)와 상기 변환부(370)를 연결할 수 있다. 상기 스위칭 소자(370)는, 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치(300)를 사용하는 유저(User)에 의해 수동으로 개폐(開閉)될 수 있다.
상기 변환부(340)는, 상기 연결 접지부(360) 및/또는 상기 접지 제공부(330)로부터 접지를 제공받고, 상기 전류 입력 단자(350)와 연결되어, 상기 외부로부터 입력된 전류(It)를 정류하여, 전기 에너지를 저장할 수 있다. 상기 변환부(340)는, 상기 저장된 전기 에너지를 상기 전력 소비/수송 장치로 전달하거나, 다른 전력 소비/수송 장치로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예의 변형 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치는, 도 3에 도시된 것과 같이, 노이즈 제거를 위해, 상기 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)과 상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)을 연결하는 EMI 필터(380)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 20을 참조하여, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 접지 제공부(330)가 설명된다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 접지 제공부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 20을 참조하면, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 상기 접지 제공부(330)는, 제1 내지 제3 저항(332, 334, 336), 제1 내지 제4 다이오드들(330D1, 330D2, 330D3, 330D4), 및 접지가 제공되는 접지 단자(338)를 포함할 수 있다.
상기 제1 저항(332)의 일단(332a)은 상기 제1 입력 단자(312)에 연결되고, 상기 제1 저항(332)의 타단(332b)은 상기 제1 다이오드(330D1)의 애노드 및 상기 제2 다이오드(330D2)의 캐소드와 연결될 수 있다.
상기 제1 다이오드(330D1)의 캐소드는, 상기 제2 저항(334)의 일단(334a) 및 상기 제3 다이오드(330D3)의 캐소드와 연결될 수 있다. 상기 제1 다이오드(330D1)의 상기 애노드는, 상기 제1 저항(332)의 상기 타단(332b) 및 제2 다이오드(330D2)의 캐소드와 연결될 수 있다.
상기 제2 다이오드(330D2)의 상기 캐소드는, 상기 제1 저항(332)의 상기 타단(332b) 및 상기 제1 다이오드(330D1)의 상기 애노드와 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(330D2)의 애노드는, 상기 제2 저항(334)의 타단(334b) 및 상기 제4 다이오드(330D4)의 애노드와 연결될 수 있다.
상기 제3 다이오드(330D3)의 상기 캐소드는, 상기 제1 다이오드(330D1)의 상기 캐소드 및 상기 제2 저항(334)의 상기 일단(334a)과 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(330D3)의 애노드는, 상기 제2 입력 단자(314) 및 상기 제4 다이오드(330D4)의 캐소드와 연결될 수 있다.
상기 제4 다이오드(330D4)의 상기 캐소드는 상기 제3 다이오드(330D3)의 상기 애노드 및 상기 제2 입력 단자(314)와 연결될 수 있다. 상기 제4 다이오드(330D4)의 상기 애노드는, 상기 제2 다이오드(330D2)의 상기 애노드 및 상기 제2 저항(334)의 상기 타단(334b)과 연결될 수 있다.
상기 제2 저항(334)의 상기 일단(334a)에는 상기 제1 다이오드(330D1)의 상기 캐소드 및 상기 제3 다이오드(330D3)의 상기 캐소드가 연결될 수 있다. 상기 제2 저항(334)의 상기 타단(334b)에는 상기 제2 다이오드(330D2)의 상기 애노드 및 상기 제4 다이오드(330D4)의 상기 애노드가 연결될 수 있다.
상기 제3 저항(336)의 일단은 상기 제2 저항(334)의 상기 일단(334a)과 연결되고, 상기 제3 저항(336)의 타단은 접지가 제공되는 접지 단자(338)와 연결될 수 있다. 상기 제3 저항(336)은 이상 전류, 과전류, 노이즈 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 접지 단자(338)는, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 변환부(340)와 연결되어, 상기 접지 제공부(330)는 상기 변환부(340)에 접지를 제공할 수 있다.
상기 제1 및 제2 입력 단자(312, 314)가 외부의 콘센트와 연결되어, 상기 제1 및 제2 입력 단자(312, 314)에 교류 전압이 입력되는 경우, 예를 들어, 상기 제1 입력 단자(312)에 전원선이 위치하는 경우, 전압의 대부분이 상기 제1 저항(332) 및 상기 제2 저항(334)에 인가되며, (+) 극성을 갖는 전류는 상기 제1 다이오드(330D1)을 통과하여 상기 제2 저항(334)의 상기 일단(334a)으로 유입되며, (-) 극성을 갖는 전류는 상기 제2 다이오드(1330D2)를 통과하여 상기 제2 저항(334)의 상기 타단(334b)으로 유입된다. 이 경우, 상기 제2 저항(334)의 상기 일단(334a)으로 유입된 (+) 극성을 갖는 전류 및 상기 제2 저항(334)의 상기 타단(334b)으로 유입된 (-) 극성을 갖는 전류는 서로 위상이 반대이다. 이로 인해, 상기 접지 단자(338)에 접지가 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제2 입력 단자(314)에 전원선이 위치하는 경우, 전압의 대부분이 상기 제2 저항(334)에 인가되며, (+) 극성을 갖는 전류는 상기 제3 다이오드(330D3)를 통과하여 상기 제2 저항(334a)로 유입되며, (-) 극성을 갖는 전류는 상기 제4 다이오드(330D4)를 통과하여 상기 제2 저항(334)의 상기 타단(334b)에 유입된다. 이 경우, 상기 제2 저항(334)의 상기 일단(334a)으로 유입된 (+) 극성을 갖는 전류 및 상기 제2 저항(334)의 상기 타단(334b)으로 유입된 (-) 극성을 갖는 전류는 서로 위상이 반대이다. 이로 인해, 상기 접지 단자(338)에 접지가 제공될 수 있다
도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 상기 변환부(340)는, 상기 접지 제공부(330)로부터 접지를 제공받고 도 3을 참조하여 설명된 제1 내지 제4 다이오드들(121~124)을 포함하는 정류부 및 커패시터(132)를 포함하는 저장부를 포함할 수 있다. 이하, 도 21을 참조하여, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 변환부(140)가 설명된다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 접지 제공부로부터 접지를 제공받는 에너지 변환 및 저장 장치의 변환부를 설명하기 위한 회로도이다.
도 21을 참조하면, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 상기 변환부(340)는, 도 3을 참조하여 설명된 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)을 포함하는 정류부 및 커패시터(132)를 포함하는 저장부(142)를 포함할 수 있다.
상기 전류 입력 단자(350)는 외부로부터 전류(It)를 수신할 수 있다. 상기 전류(It)는 상기 변환부(340)의 제1 노드(N1)로 입력될 수 있다. 상기 제1 노드(N1)로 입력된 상기 전류(It)는 상기 정류부에 의해 정류되어 상기 저장부에 전기 에너지로 저장될 수 있다.
도 18을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 전류 입력 단자(350)는 상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)과 연결된 상기 전력 소비/수송 장치의 플러그의 접지 단자와 연결될 수 있고, 이 경우, 상기 전류 입력 단자(350)로 입력되는 상기 전류(It)는, 상기 전력 소비/수송 장치의 상기 플러그의 상기 접지 단자로부터 상기 전류 입력 단자(350)로 유입되는 것일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전류 입력 단자(350)로 입력되는 상기 전류(It)는, 상기 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)과 연결된 상기 전력 소비/수송 장치에서 생성된 전자파가 변환된 교류 전류를 포함할 수 있다.
상기 제1 다이오드(340D1)의 캐소드는 상기 제1 노드(N1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 다이오드(340D2)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(131)의 애노드는 상기 커패시터(132)의 타단(132b)에 연결될 수 있다.
상기 제3 다이오드(133)의 애노드는 상기 제1 다이오드(131)의 상기 애노드와 연결될 수 있다. 상기 제3 다이오드(133)의 캐소드는 접지 수신 노드(342)와 연결되어, 상기 제3 다이오드(123)의 상기 캐소드에 접지가 제공될 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 접지 수신 노드(342)와 연결되어, 상기 제4 다이오드(124)의 상기 애노드에 접지가 제공될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124)은 상기 전류(It)를 정류하여, 상기 커패시터(132)로 전달할 수 있다. 상기 커패시터(132)는 상기 정류된 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 노드(N1)으로 유입되는 상기 전류(It)가 교류 전류인 경우, 상기 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 접지 수신 노드(342)는 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공할 수 있다.
상기 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(134) 및 상기 접지 수신 노드(342)는 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 제1 내지 제4 다이오드들(121, 122, 123, 124) 및 상기 접지 수신 노드(342)는, 상기 교류 전류가 (+) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지를 제공되고, 상기 교류 전류가 (-) 극성인 구간에서 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지를 제공할 수 있다.
다시 말하면, 상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a) 및 상기 타단(132b) 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭(switching)되어 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 타단(132b)에 접지가 제공되고, 상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터(132)의 상기 일단(132a)에 접지가 제공될 수 있다.
상기 접지 수신 노드(342)는, 도 18 내지 도 20을 참조하여 설명된 상기 접지 제공부(330) 및/또는 연결 접지부(360)와 연결되어, 접지를 제공받을 수 있다.
도 22 및 도 23을 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 변환 및 저장 장치를 구현한 제품의 일 예를 도시한 사시도들이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 변환 및 저장 장치(400)는 플러그(410), 제1 단자(420), 플러그 수신부(430), 및 제2 단자(440)를 포함할 수 있다.
상기 플러그(410)는, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 제1 및 제2 입력 단자들(312, 314)에 대응될 수 있다. 상기 제1 단자(320)는, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 연결 접지부(360)에 대응될 수 있다. 상기 플러그(410) 및 상기 제1 단자(420)는 콘센트의 플러그 수신부 및 상기 콘센트의 접지 단자에 각각 연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 플러그(410)로 교류 전압이 입력되고, 상기 제1 단자(420)로 접지가 제공될 수 있다.
상기 플러그 수신부(430)는, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 제1 및 제2 출력 단자들(322, 324)에 대응될 수 있다. 상기 제2 단자(440)는, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명된 전류 입력 단자(350)에 대응될 수 있다. 상기 플러그 수신부(430)는 전력 소비/수송 장치의 플러그와 연결되어, 상기 콘센트로부터 수신한 상기 교류 전압을 상기 전력 소비/수송 장치로 전달할 수 있다. 상기 제2 단자(440)는 상기 전력 소비/수송 장치의 상기 플러그의 접지 단자와 연결되어, 상기 전력 소비/수송 장치에서 상기 제2 단자(440)로 교류 전류가 유입될 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.
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.

Claims (15)

  1. 외부로부터 입력된 전자파가 변환되어 생성된 교류 전류를 정류하는 정류부; 및
    상기 정류된 교류 전류를 수신하여 저장하고, 접지를 제공받는 저장부를 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 저장부는 일단 및 타단을 포함하는 커패시터를 포함하고,
    상기 교류 전류의 극성에 따라서, 상기 커패시터의 상기 일단 및 상기 타단 중 어느 한 곳에 접지가 스위칭되어 제공되는 것을 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 교류 전류의 극성이 (+)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 타단에 접지가 제공되고,
    상기 교류 전류의 극성이 (-)인 구간에서, 상기 커패시터의 상기 일단에 접지가 제공되는 것을 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정류부와 연결되고, 상기 저장부와 직접적으로 연결(directly connected)되지 않은 접지부를 더 포함하되,
    상기 접지부는 상기 저장부에 접지를 제공하는 것을 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  5. 교류 전류가 입력되는 제1 노드;
    상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드;
    상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드;
    상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애소드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드;
    상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함하는 정류 회로.
  6. 전력 수송선에서 발생된 전자파를 교류 전류로 변환하는 전자파-전류 변환부;
    상기 교류 전류를 정류하는 정류부; 및
    상기 정류된 교류 전류를 저장하고 접지를 제공받는 저장부를 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 전력 수송 장치는 제1 송전탑, 상기 제1 송전탑과 이격된 제2 송전탑, 및 상기 제1 송전탑과 상기 제2 송전탑에 연결된 전력 수송선을 포함하고,
    상기 전자파-전류 변환부는 상기 제1 송전탑, 상기 제2 송전탑, 및 상기 전력 수송선에 인접하게 배치되고 전도성 물질로 형성된 메쉬 또는 판 형태를 갖는 것을 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전자파-전류 변환부는,
    외부 프레임, 및 상기 외부 프레임과 연결되어 상기 외부 프레임 내에 메쉬 형태를 구성하는 내부 프레임을 포함하되,
    상기 외부 프레임의 폭은 상기 내부 프레임의 폭보다 넓은 것을 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 전력 수송 장치는 제1 송전탑, 상기 제1 송전탑과 이격된 제2 송전탑, 상기 제1 송전탑과 상기 제2 송전탑에 연결된 제1 전력 수송선, 및 상기 제1 송전탑과 상기 제2 송전탑에 연결되고 상기 제1 전력 수송선과 이격된 제2 전력 수송선을 포함하고,
    상기 전자파-전류 변환부는, 상기 제1 전력 수송선과 상기 제2 전력 수송선 사이에 배치되고, 상기 제1 및 제2 전력 수송선이 연장되는 방향으로 연장하는 것을 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 정류부는,
    상기 교류 전류 전류가 입력되는 제1 노드;
    상기 제1 노드와 연결된 캐소드를 갖는 제1 다이오드;
    상기 제1 노드와 연결된 애노드를 갖는 제2 다이오드;
    상기 제1 다이오드의 애노드와 연결된 애노드, 및 접지가 제공되는 캐소드를 포함하는 제3 다이오드; 및
    상기 제3 다이오드의 캐소드와 연결되고 접지가 제공되는 애노드, 및 상기 제2 다이오드의 캐소드와 연결된 제4 다이오드를 포함하는 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치.
  11. 외부로부터 전압이 입력되는 제1 및 제2 입력 단자들;
    상기 제1 및 제2 입력 단자들과 연결되어, 상기 전압을 이용하여 접지를 생성하는 접지 제공부;
    외부의 접지부와 연결되도록 구성된 연결 접지부;
    외부로부터 전류가 입력되는 전류 입력 단자; 및
    상기 연결 접지부 및/또는 상기 접지 제공부로부터 접지를 제공받고, 상기 전류 입력 단자와 연결되어 상기 외부로부터 입력된 전류를 정류하여 전기 에너지로 저장하는 변환부를 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전류 입력 단자로 입력되는 상기 전류는 전력 소비/수송 장치에서 생성된 전자파가 변환된 교류 전류를 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 단자들과 각각 연결되어, 상기 전압을 전달받아 외부로 출력하는 제1 및 제2 출력 단자; 및
    상기 제1 및 제2 입력 단자들과 상기 제1 및 제2 출력 단자들을 연결하는 EMI 필터를 더 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 단자들은 외부의 콘센트와 연결되어 상기 전압이 입력되도록 구성되고,
    상기 연결 접지부는 상기 콘센트의 접지부와 연결되도록 구성되는 것을 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력 단자들과 각각 연결되어, 상기 전압을 전달받아 외부로 출력하는 제1 및 제2 출력 단자를 더 포함하되,
    상기 전류 입력 단자는, 상기 제1 및 제2 출력 단자와 연결되어, 상기 제1 및 제2 출력 단자로부터 상기 전압을 입력받아 전력을 소비 또는 수송하는 전력 소비/수송 장치의 플러그의 접지 단자와 연결되는 것을 포함하는 에너지 변환 및 저장 장치.
PCT/KR2014/003057 2013-07-09 2014-04-09 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{energy conversion and storage device using electromagneticwave} WO2015005564A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14823007.1A EP3068014B1 (en) 2013-07-09 2014-04-09 Energy conversion and storage device using electromagnetic wave
US15/110,789 US10511195B2 (en) 2013-07-09 2014-04-09 Energy conversion and storage apparatus using electronic wave

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130080318A KR101383975B1 (ko) 2013-07-09 2013-07-09 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치
KR10-2013-0080318 2013-07-09
KR10-2014-0017674 2014-02-17
KR1020140017674A KR20150096862A (ko) 2014-02-17 2014-02-17 전자기파 에너지 변환 및 저장 장치
KR20140030565 2014-03-14
KR10-2014-0030565 2014-03-14
KR10-2014-0036558 2014-03-28
KR20140036558 2014-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015005564A1 true WO2015005564A1 (ko) 2015-01-15

Family

ID=52280211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/003057 WO2015005564A1 (ko) 2013-07-09 2014-04-09 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{energy conversion and storage device using electromagneticwave}

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10511195B2 (ko)
EP (1) EP3068014B1 (ko)
WO (1) WO2015005564A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200491819Y1 (ko) * 2018-04-09 2020-06-10 이승현 전력 수송 장치에서 발생된 전자기파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치
US11418300B2 (en) 2018-06-14 2022-08-16 Cohere Technologies, Inc. Co-existence of orthogonal time frequency space and long term evolution systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960030958U (ko) * 1995-03-17 1996-10-22 접철식 쿠션이 장착된 유아용 시트
JP2003111312A (ja) * 2001-10-01 2003-04-11 Sharp Corp 電波電源システム
KR100440247B1 (ko) * 2001-04-16 2004-07-12 (주)제이씨 프로텍 전자파를 이용한 에너지 변환장치
KR20110003455A (ko) 2010-12-26 2011-01-12 박상구 전자파 유도 발전기
KR101022760B1 (ko) * 2008-08-28 2011-03-17 주식회사 휴텍이일 무선 전자파 발전 시스템

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960030958A (ko) 1995-02-24 1996-09-17 오장환 편광기
US5982638A (en) * 1997-10-31 1999-11-09 Astec International Limited Single stage power converter with regenerative snubber and power factor correction
JP2001061277A (ja) * 1999-08-20 2001-03-06 Sony Corp 電源装置
US7173343B2 (en) * 2005-01-28 2007-02-06 Moshe Kugel EMI energy harvester
US8115448B2 (en) * 2007-06-01 2012-02-14 Michael Sasha John Systems and methods for wireless power
DE202010000364U1 (de) * 2010-03-12 2010-05-27 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Kontaktlose Strommessvorrichtung und Verbraucherenergiemesssystem
US9692237B2 (en) * 2012-06-28 2017-06-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electronic medium with IC and system of the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960030958U (ko) * 1995-03-17 1996-10-22 접철식 쿠션이 장착된 유아용 시트
KR100440247B1 (ko) * 2001-04-16 2004-07-12 (주)제이씨 프로텍 전자파를 이용한 에너지 변환장치
JP2003111312A (ja) * 2001-10-01 2003-04-11 Sharp Corp 電波電源システム
KR101022760B1 (ko) * 2008-08-28 2011-03-17 주식회사 휴텍이일 무선 전자파 발전 시스템
KR20110003455A (ko) 2010-12-26 2011-01-12 박상구 전자파 유도 발전기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3068014A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3068014A1 (en) 2016-09-14
EP3068014B1 (en) 2022-08-31
US20170012479A1 (en) 2017-01-12
US10511195B2 (en) 2019-12-17
EP3068014A4 (en) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017082531A1 (ko) 멀티 코일 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템
WO2016140534A1 (ko) 배터리가 내장된 휴대단말기용 케이스
WO2015037949A1 (ko) 충전 제어 장치, 충전 제어 방법 및 이를 구비한 무선전력 수신장치
WO2018030754A1 (en) Photovoltaic module and photovoltaic system including the same
WO2016153280A1 (ko) 무선 전력 전송 및 충전 시스템
WO2014148863A1 (en) Wireless power transmitter, wireless power receiver, and control methods thereof
WO2014021636A1 (ko) 무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법
WO2018194337A1 (ko) 무선 충전을 위한 무선 전력 송신 장치
WO2013162336A1 (ko) 무선전력 수신장치 및 그의 전력 제어 방법
WO2016148470A1 (en) Method for generating load of wireless power receiver in wireless charging system and wireless power receiver
WO2018159910A1 (ko) 에너지 저장 장치를 포함하는 무정전 전원 공급 시스템
WO2015105334A1 (ko) 무선 전력 송신 장치 및 무선 전력 전송 시스템
WO2017034143A1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법
WO2017142234A1 (ko) 무선 충전 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템
WO2014178574A1 (ko) 메타 물질 구조체
WO2014073932A1 (en) Power supplying apparatus and wireless power transmitterpower transmitter
WO2014119871A1 (en) Wireless power transmitting apparatus and method thereof
WO2016175537A1 (ko) 무선 전력 수신 장치
WO2015005564A1 (ko) 전자파를 이용한 에너지 변환 및 저장 장치{energy conversion and storage device using electromagneticwave}
WO2013151290A1 (ko) 전력 공급 장치, 무선전력 송신장치 및 전력 공급 방법
WO2015056935A1 (ko) 태양광 모듈 접속반
WO2017217684A1 (ko) 무선 전력 송신기 및 수신기.
WO2019098709A1 (en) Photovoltaic module
WO2020251273A1 (ko) 모니터링 장치, 및 이를 구비하는 태양광 시스템
WO2016072709A1 (ko) 무선 전력 전송 및 충전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14823007

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014823007

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014823007

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15110789

Country of ref document: US