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[에너지 하베스팅(下)] 스마트시티 핵심 될 에너지 하베스팅, 시장 활성화가 필요하다!

입력 : 2019.04.12 16:56

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[첨단 헬로티]


에너지 하베스팅은 IoT(사물인터넷)가 발전하면서 역할이 더 커질 것으로 보인다. IoT는 수많은 전자제품에 설치된 무선센서가 주기적으로 데이터를 수집해 중앙센터로 보내는 역할을 한다. 건물이나 댐의 안전성을 주기적으로 점검하거나 환경오염 감시, 농작물 관리 등을 할 때 곳곳에 설치한 무선센서가 중앙센터에 정보를 제공해 이상 유무를 확인할 수 있게 해준다.


 

<사진 : 게이티이미지뱅크>

 

IoT 등 스마트시티 기반장치의 핵심역할 기대

 

IoT에서 넓은 분포에 설치한 온갖 센서에 전선을 연결해 전력을 공급하는 것은 불가능하다. 배터리로 전력을 공급한다고 하더라도 배터리 수명이 다할 경우 일일이 찾아가서 교체하는 것도 시간과 노력이 많이 소요되는 일이다.

 

이 역할을 에너지 하베스팅이 할 수 있다. 실제로 미국의 마이드(MIDE)사는 유연하면서 잘 깨지지 않는 암전소자를 개발해 무선 센서의 자가 발전장치용도로 상용화하기도 했다.


IoT 분야와 함께 에너지 하베스팅의 역할이 기대되는 분야가 스마트워치 등의 웨어러블 기기다. 비교적 전력소모가 적고, 몸에 지닐 수 있어 신체 에너지 하베스팅 등을 통해 전력을 공급할 수 있기 때문이다.

 

한 전문가는 “소형 저전력 전자기기 분야에서 에너지 하베스팅의 역할이 커질 것이다”라며 “앞으로 가벼우면서 더 많은 전력을 저장할 수 있는 에너지 하베스팅 기술이 발달하지 않을까 생각한다”고 말했다.

 

하베스팅의 약점 보완한 메타 에너지 하베스팅 개발


영국의 시장조사기관인 아이디테크엑스(IDTechEx)는 2020년 세계 에너지 하베스팅 시장규모를 약 43억 7,000만 달러(한화 약 4조 7,294억 원)로 전망했다. 2016년 세계 에너지 하베스팅 시장 규모가 3억 1천만 달러였다는 점과 비교했을 때 엄청난 성장세다.

 

이처럼 에너지 하베스팅 시장이 기대되는 이유는 IoT, 웨어러블 기기 등 스마트시티 기반장치의 전력 공급원 확대가 예상되기 때문이다.  

 

이에 따라 관련 연구도 활발히 진행되고 있다. 국내에서 에너지 하베스팅 관련 특허는 2008년 74건에서 2016년 165건으로 크게 증가했다. 해외에서도 다양한 기술들이 계속 개발되는 중이다.


영국의 페이프젠(Pavegen)사는 밟았을 때 발생하는 압력과 진동으로, 내장된 휠 발전기를 돌려 전력을 생산하는 ‘Pavegen V3’ 타일을 개발했다. 


독일의 마이크로펠트(Micropelt)사는 제백효과를 활용하여 초저전력 시스템에서 이용할 수 있는 칩 크기의 발전기 ‘TEG’를 선보였다.


국내에서는 지난 3월, 메타 에너지 하베스팅 시스템이 개발됐다. 이 시스템은 메타물질을 돋보기처럼 활용해 에너지 집속 능력을 높여 효율적인 부분을 개선했다. 그 결과 기존 전력 생산량보다 22배 이상의 전력을 생산하는 고효율전력생산 시스템을 개발할 수 있었다.

 

관련 연구자는 “메타 에너지 하베스팅은 하베스팅의 가장 큰 단점은 낮은 에너지 변환 효율과 출력 불안정성을 개선했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.


이번 연구에도 불구하고 아직 한국은 에너지 하베스팅 기술이 높지 않다는 게 전문가들의 분석이다.

 

한 전문가는 “국내 에너지 하베스팅 기술은 선진국에 비해 실증사례가 부족하다”며 “기술 적용을 위한 수요처 발굴 등 실증사업 추진을 통한 시장 활성화가 필요하다”고 주장했다. 이어 그는 “에너지 하베스팅 시장이 앞으로 큰 성장세가 기대되는 만큼, 이 시장을 선점할 수 있는 기술 개발이 계속 이어져야 한다”고 충고했다.

/김동원 기자(eltred@hellot.net)

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