에너지 하베스팅~ 발걸음이 에너지로 바뀌다

에너지 하베스팅~ 발걸음이 에너지로 바뀌다

우리는 움직임 하나에도 에너지를 갖고 있습니다. 한 걸음 걸을 때 내딛는 발에서 땅으로 전해지는 에너지, 비가 내릴 때 빗방울이 지면을 때리는 힘 등 아주 작은 움직임이더라도 그 안에 ‘힘’은 존재합니다. 하지만 너무 작은 에너지라 그 동안은 어디에 활용하기가 애매했는데요, 만약 이 에너지들이 전부 그래도 버려지지 않고 다른 에너지로 전환 될 수 있다면 어떨까요? ‘에너지 하베스팅’ 기술이란 바로 이런 식으로 쓸모없이 버려지던 에너지를 거둬 저장하고, 유용한 전기에너지로 변환하여 활용하는 기술입니다. 

에너지 하베스팅은 기계적인 에너지를 이용한 압전발전과 열을 이용한 열전발전, 이렇게 크게 두 가지가 있습니다. 태양광을 이용한 태양전지도 에너지 하베스팅의 일종인 것이죠. 그 중 현재 각광받고 있는 기술은 다양한 진동과 압력, 충격 형태의 기계 에너지를 활용하는 압전 발전입니다. 다른 발전 방법에 비해 에너지 수확의 효율이 높고 기후에 관계없이 언제든 사용할 수 있다는 장점때문에 수확할 수 있는 자원은 무궁무진합니다. 하물며 도로에 지나가는 차량 때문에 발생하는 미세한 진동도 에너지가 될 수 있는 것 입니다. 이런 식으로 다양한 데서 발생한 기계 에너지는 에너지를 모으는 압전 재료에 전달되어 장치를 이용해 전기 에너지로 변환됩니다. 

이 에너지 하베스팅 기술은 안전 분야에서도 빛을 발할 것으로 예상됩니다.  송전탑 같은 위험한 장소나 손이 닿기 힘든 위치에 있어 배터리 교체가 번거로운 무선 센서의 전력도 에너지 하베스팅으로 공급 가능하며 긴급상황에서 전력공급이 끊기거나 배터리가 닳아 위험에 처하는 상황을 예방할 수 있기 때문입니다.  인공심장과 같은 의료용 장치에 응용되어 보조전원으로 이용된다면 주기적으로 수술을 통해 배터리를 교환해야 하는 번거로움과 위험을 덜 수 있을 것 입니다.

지 우리가 사용 중인 기름이나 석탄 같은 에너지원은 언젠간 바닥을 보일 것이고 종국에는 그 모습을 감춰 버려 ‘그땐 그랬지’가 되어버릴지 모릅니다. 만약 그에 대비할 에너지원을 찾지 못한다면 세상은 멈춰버리겠죠. 인류의 미래를 위해서라도 자원을 아낌과 동시에 미래자원을 개발해 내는 노력이 반드시 필요합니다. 지구의 에너지 문제를 해결하기 위해 에너지 하베스팅 연구는 꾸준히 확대될 것으로 보입니다. 아직은 상용화 하기 어려운 기술이지만 꾸준한 연구와 개발을 통해 상상이 현실이 되는 그 날을 기다려봅시다