스톰에너지, 사물인터넷(IoT)·에너지하베스팅용 고효율 '전력변환기' 개발

- 태양광.압전.열전(온도차발전) 등 에너지하베스팅 발전장치, 사물인터넷(IoT)에 적용가능

아주경제 홍광표 기자 = 일반적으로 압전소자 및 열전.온도차발전 등 에너지하베스팅에 사용되는 전력변환장치에 들어오는 입력전력은 입력이 연속적이지 않고 간헐적으로 들어오며, 입력전압이 일정하지 않고 잡음레벨의 미소 전압에서부터 전원으로 바로 사용할 수 있는 정도의 전압까지 그 범위가 광범위한 특징이 있다.

또 입력전압의 극성이 일정하지 않고 양극성과 음극성이 불규칙적으로 교번할 수 있고, 입력전력은 전력변환기를 구동할 수 있는 최저치에도 못 미치는 μW 경우부터 충분한 mW 경우까지 다양한 범위에 걸쳐있다.

이러한 이유로 일반적인 전력변환기로는 압전·열전·온도차발전 등과 같은 에너지하베스팅 소자를 통해 생산된 전력을 효율적으로 변환.저장하여 사용하기에는 현실적으로 부적절한 상황이였다.

실제 압전소자 발전기와 같은 경우도 압전소자로부터 생산된 미소전력을 일반 전력변환기를 통해 변환할 경우, 전력변환과정에서의 손실과 위와 같은 에너지하베스팅에 사용되는 전력변환장치에 들어오는 입력전력의 특성들로 인해 실제로는 압전에너지하베스팅 소자로부터 발생된 전력은 실제 사용이 불가능한 수준에 불가했다.

현재 일반적인 전력변환 방식은 4.4V 이상의 전원전압을 필요로 하고, 전력변환효율은 약 40% 내외로 낮아 에너지하베스팅용 전력변환기로서의 기능을 충분히 수행하지 못하고 있는 실정이다.
 

[사진 = (주)스톰에너지 제공]

이러한 문제점을 스톰에너지가 에너지하베스팅용 극저손실 전력변환기를 개발해 이러한 문제점들을 해결하며,압전발전·열전(온도차)발전·정밀형 태양전지(soale cell)용 고효율 전력변환기를 개발해 출시를 준비중에 있다.

스톰에너지가 개발한 전력변환기 중 온도차발전기용 미소전력변환기는 겨울철 유리창 내외부 온도차를 이용한 발전, 여름철 자동차 외부/내부의 실내온도차를 이용한 발전, 차가운 금속표면과 실내 온도의 온도차를 이용한 발전 등 다양한 온도차발전 부문에 이용될 수 있다.

또한, 전력을 공급하기 어려운 곳에 센서 등과 같은 소전력 전자기기에 외부 전력공급이 없이도 사용할 수 있어사물인터넷(IoT).유비쿼터스 환경에 무전력 전원공급장치로 유용한 수요처를 찾을 수 있으며, 다른 용도로는 단일 태양전지(solar cell) 1.2V를 발전하는 소자를 입력전원으로서 사용할 수 있으며, 이를 통해 리튬폴리머 밧데리(3.9V)를 충전할 수 있다.

회사측은 "온도차발전 및 태양전지를 통한 저전압 입력원에 대하여 광범위하게 대응할 수 있게 개발된 에너지하베스팅용 고효율 전력변환기" 라며 "0.35V~2V 까지의 저전압 입력전압을 사용하여 리튬폴리머밧데리(3.9V)를 충전할 수 있어 모바일용 전자기기에도 사용할 수 있다" 고 전했다.

스톰에너지(www.storm-energy.co.kr)는 해당 제품을 오는 3월경 출시하며, ODM/OEM 방식에 의해 수요 기업을 상대로 제품을 공급할 예정이다.