압전발전 사업 진출...


우리 회사는 그 동안 신·재생에너지 분야에 깊은 관심을 갖고 연구해 오는 과정에서, 녹색성장을 위한 에너지중 신 에너지로 주목되고 있는 압전발전 사업에 본격적으로 뛰어 들었다.



1. 세라믹소자란?

세라믹 (압전) 소자는

압전체에 압력 (힘)이 가해지면 이에 비례하여 전압이 발생하는 소자를 말한다.



세라믹소자를 사용하는 대표적인 예가

고속도로 톨게이트 등에 설치된 과적 차량 단속용 load cell이다.

load cell은 트럭 등에 의하여 압력이 가해지면 이에 비례하여 전압이 발생된다.



이 전압을

무게로 환산한 것이 load cell이다.

세라믹소자는 충격에 약해 깨지는 단점이 있으나,

load cell에서는 고분자를 composite 형태로 하여 충격을 완화하고 있다.



세라믹소자를 실생활에 응용한 예로서는

가스버너, 가스렌지 및 라이터의 점화기,

무게를 측정하는 저울 (천칭) 등이 있다.



이 모든 것이 세라믹소자에서 발생된 전력 에너지를 이용한 예이다.

즉, 세라믹소자는 에너지의 발생원으로서의 가능성이 있는 것이다.



2. 필요성

신재생 에너지 분야중

태양광발전, 풍력발전, 연료전지 등이 있지만,

우리 주변에 많은 에너지를 갖고 있는 압력에너지를

전기로 생산하여 신에너지로 활용해야 한다.



3. 경제성 비교

태양광 발전 분야는 7~8백만원/kW의 건설비 (모듈 포함)가 필요로 한다.

또한, 풍력 발전은 약 2백만원/kW의 건설비가 필요로 한다.



그러나,

세라믹소자 (20cm×20cm×0.2cm, 1MV, 1mA 세라믹소자를 사용한 경우)

발전은 3천원/kW의 전력 에너지 생산 비용이 들 정도로

태양광이나 풍력 발전과 비교하여 0.042% 정도의 전력 에너지 생산 비용이 들어 훨씬 경제적인 장점이 있다.



한편,

태양광이나 풍력 발전은

태양, 바람 등 기후의 영향을 받아

일별, 월별, 계절별로 발전량이 일정하지 않아서

발전 계획을 세우는 데 있어서 안정적인 전력을 발생할 수 없는 단점은 가지고 있다.



그러나,

세라믹소자 발전은 차량이나 사람이 지나다니는

고속도로, 일반도로, 보도, 복도 등에 설치하면 외부 기후와는 관계없이

24시간 전력을 발생할 수 있는 장점이 있다.



1MV, 5mA 세라믹소자를 설치하여 생산된 전력량을 비교한

표 2에서 알 수 있듯이 20cm (가로) × 20cm (세로) × 0.2cm (두께)의 면적의

세라믹소자에서는 1일 평균 2시간 (차량 7,200대/일 통과) 동안 운전할 경우

500kWh의 전력 에너지가 생산되지만,



동일 면적의

1kW 태양광 모듈에서는 1일 6시간 동안 운전할 경우

6kWh의 전력 에너지가 생산되므로,



세라믹소자 모듈에서는

태양광 모듈과 비교하여 약 80배의 전력 에너지를 더 많이 생산할 수 있다.



자료출처 :

이 분야를 국내에서 가장 활발하게 연구하고 있는
(주)선강엔지니어링은 동신대학교 전기공학과와 공동 연구 과제로 실용화에 한층 더 다가가고 있다.