에코 롱롱

우리 친구들, 과연 사람의 체온으로 스마트폰을 충전하고, 뛸 때 생기는 운동에너지를 모아서 축구장에 설치된 LED등의 불을 켤 수 있다면 얼마나 좋을까요? 쓰지 않고 버려지는 에너지를 모아서 활용할 수 있는 기술에 관한 연구가 요즘 많이 이루어지고 있어요. 어떤 방법으로 활용되고 있는지 알아보도록 해요.

‘꺼진 불도 다시보자’는 불조심 구호처럼 다 쓴 에너지도 다시 보는 기술이 바로 에너지 하베스팅 기술(Energy Harvesting)이랍니다. 단순히 에너지 사용을 줄이고 절약하는 것이 아니라 버려지는 에너지를 모아서 다시 사용 가능한 에너지원으로 만드는 기술이죠. 예를 들어, 사람은 음식을 먹고 얻은 화학에너지를 활동에너지를 바꾸는데 하루 종일의 생활을 모두 전기에너지로 바꿀 수도 있어요. 일단 체온을 모두 모으면 116W(와트), 잠잘 때 75W, 심한 운동을 하거나 어려운 일을 할 때 700W등 하루 종일 사람이 만들어 내는 에너지 1090~1100W정도로 알려져 있는데, 이 정도의 에너지는 전구 18개를 켤 수 있다고 해요. 이처럼 우리가 의식하지 못하는 사이에 사라지는 에너지를 잘 모아 재활용할 수 있도록 하는 것이 에너지 하베스팅 기술이랍니다.

에너지 하베스팅 기술은 에너지를 얻기 위해 사용되는 방법과 소자에 따라 다양하게 구분되며, 크게 열전 발전, 압전 발전, 광전 발전, RF발전으로 구분된답니다.

각각의 에너지 하베스팅 기술의 활용 부분을 살펴보도록 할까요? 우선, 열전 발전은 폐열에서 전기를 얻는 기술로, 사람의 체온으로 스마트 폰 충전을 가능하게 하고, 자동차 엔진이나 각종 전자제품 속 전기 기판에서 생기는 쓸모 없는 열로 전력을 얻을 수 있답니다. 가장 많이 연구되고 있는 기술인 압전 발전은 압력이나 진동을 가하면 전기가 생기는 것으로 주로 사람이 걸어 다니거나 발을 구를 때 나오는 에너지를 이용하여 전기를 생산하여 사용하고 있어요. 일본 도쿄역 개찰구 바닥에 압전 소자를 설치하여 승객이 밟을 때 생기는 압력과 진동을 전기에너지로 바꿔 개찰구의 각종 전기기기를 작동시키고 있는 것이 바로 압전 발전의 활용 사례랍니다. 이 밖에도 광전 발전은 빛을 전기에너지로 전환시키는 방식으로 태양전지가 속해요. 그렇기 때문에 광전 발전은 에너지 하베스팅 기술인 동시에 신재생에너지도 되는 1석 2조의 기술이랍니다. 마지막으로 RF 발전은 전자기파를 수집하여 전기에너지로 전환하는 방식이랍니다.

▲ 복사기에서 발생하는 열과 소리, 진동에너지를 모아 배터리를 충전하는 모습(출처:서울신문)

지금까지 살펴본 에너지 하베스팅 기술은 버려지는 에너지를 다시 쓸 수 있고, 에너지 변환 또한 빠르기에 낮은 비용으로 효율을 극대화할 수 있는 장점을 가지고 있어요. 또한, 자연에서 직접 전기 에너지를 수집하는 것이기 때문에 친환경 에너지 기술이랍니다. 앞으로 우리 주변에 버려지고 에너지는 없는지 잘 살펴본다면 생각보다 더 많은 에너지를 얻을 수 있게 되겠죠? 버려지는 에너지도 다시 보자! 우리 친구들도 함께 찾아보아요.

참조:「버려지는 내 체온으로 스마트폰 충전한다고?」『서울신문』 2017. 11. 19.