본 발명은 압전 및 마찰을 통해 자가발전이 가능한 쇼핑카트형 발전기에 관한 것으로, 우리나라 전력 사용량 중 50% 이상을 차지하는 산업용 전력 중 24시간 전력을 소모하는 대형마트들에 대해, 마트 내에 전기를 자가생산할 수 있는 시스템을 도입하려는 목적을 가지고 있다. 또한 본 발명의 다 른 목적은 압전 소자. 마찰 소자 각각의 발전기를 만드는 것이 아닌 동시에 압전 소자와 마찰 소자가 발전하는 방안을 모색하여 더욱 더 많은 전력을 효율적으로 생산하고자 하는 목적과, 이러한 발전기를 통해 생성된 전기를 전력 손실을 최소한으로 줄인 채로 가장 현명하게 사용할 수 있는 추천 방안을 제공하는 목적을 가지고 있다.
-발명의 핵심내용
본 발명에서 쇼핑카트에서 전기를 생산하는 방법은 바퀴에 슬라이딩 마찰 발전 소자와 스펀지 압전 발전 소자를 이용하는 것입니다. 슬라이딩 마찰 발전 소자는 쇼핑카트를 밀면서 바퀴가 회전할 때 바퀴 내부 회전부에 위치한 +전하를 띈 제 1 마찰 소자와 바퀴 외부 회전부에 위치한 -전하를 띄는 제 2 마찰 소자가 접촉 시에 생기는 마찰력을 이용해 발전합니다. 스펀지 압전 발전 소자는 스펀지 나노 발전기에 미세한 기공을 더욱 많이 만들어 정전기 발생량을 늘리고 전기 출력을 증가 시킨 소자입니다. 스펀지 나노발전기는 가로 1cm, 세로 1cm로 이루어진 면적에서 200N으로 힘을 가할 때 최대 345V, 0.3uA로 나온다고 합니다. 이를 쇼핑카트 바퀴 덮개 내부에 위치시켜 쇼핑카트의 무게를 이용해 발전한다는 가정 하에 계산을 해보면 압전 소자만을 이용했을 때 바퀴가 한 바퀴 굴러갈 때 약 750W/h의 전기를 생산할 수 있습니다. 이렇게 쇼핑카트를 밀음으로써 앞서 설명한 발전 소자들을 이용하여 생산된 전기는 카트 내에 병렬로 연결된 리튬이온전지를 이용해 저장되고 ESS 시스템을 통해 전기를 효율적으로 이용하는 것이 본 발명의 핵심입니다.
본 발명은 압전 및 마찰을 통해 자가발전이 가능한 쇼핑카트형 발전기에 관한 것으로, 우리나라 전력 사용량 중 50% 이상을 차지하는 산업용 전력 중 24시간 전력을 소모하는 대형마트들에 대해, 마트 내에 전기를 자가생산할 수 있는 시스템을 도입하려는 목적을 가지고 있다. 또한 본 발명의 다 른 목적은 압전 소자. 마찰 소자 각각의 발전기를 만드는 것이 아닌 동시에 압전 소자와 마찰 소자가 발전하는 방안을 모색하여 더욱 더 많은 전력을 효율적으로 생산하고자 하는 목적과, 이러한 발전기를 통해 생성된 전기를 전력 손실을 최소한으로 줄인 채로 가장 현명하게 사용할 수 있는 추천 방안을 제공하는 목적을 가지고 있다.
-발명의 핵심내용
본 발명에서 쇼핑카트에서 전기를 생산하는 방법은 바퀴에 슬라이딩 마찰 발전 소자와 스펀지 압전 발전 소자를 이용하는 것입니다. 슬라이딩 마찰 발전 소자는 쇼핑카트를 밀면서 바퀴가 회전할 때 바퀴 내부 회전부에 위치한 +전하를 띈 제 1 마찰 소자와 바퀴 외부 회전부에 위치한 -전하를 띄는 제 2 마찰 소자가 접촉 시에 생기는 마찰력을 이용해 발전합니다. 스펀지 압전 발전 소자는 스펀지 나노 발전기에 미세한 기공을 더욱 많이 만들어 정전기 발생량을 늘리고 전기 출력을 증가 시킨 소자입니다. 스펀지 나노발전기는 가로 1cm, 세로 1cm로 이루어진 면적에서 200N으로 힘을 가할 때 최대 345V, 0.3uA로 나온다고 합니다. 이를 쇼핑카트 바퀴 덮개 내부에 위치시켜 쇼핑카트의 무게를 이용해 발전한다는 가정 하에 계산을 해보면 압전 소자만을 이용했을 때 바퀴가 한 바퀴 굴러갈 때 약 750W/h의 전기를 생산할 수 있습니다. 이렇게 쇼핑카트를 밀음으로써 앞서 설명한 발전 소자들을 이용하여 생산된 전기는 카트 내에 병렬로 연결된 리튬이온전지를 이용해 저장되고 ESS 시스템을 통해 전기를 효율적으로 이용하는 것이 본 발명의 핵심입니다.
특허출원 현황
사업 현황
주요 수상작 소개
> 홍보관 > 수상작 소개
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(2019)
압전 및 마찰을 통해 자가발전이 가능한 쇼핑카트형 발전기
출품자 : 김혜민,김하진,박영훈
지도교수 :
학교명 : 서울과학기술대
발명의 내용
- 발명의 목적
본 발명은 압전 및 마찰을 통해 자가발전이 가능한 쇼핑카트형 발전기에 관한 것으로, 우리나라 전력 사용량 중 50% 이상을 차지하는 산업용 전력 중 24시간 전력을 소모하는 대형마트들에 대해, 마트 내에 전기를 자가생산할 수 있는 시스템을 도입하려는 목적을 가지고 있다. 또한 본 발명의 다 른 목적은 압전 소자. 마찰 소자 각각의 발전기를 만드는 것이 아닌 동시에 압전 소자와 마찰 소자가 발전하는 방안을 모색하여 더욱 더 많은 전력을 효율적으로 생산하고자 하는 목적과, 이러한 발전기를 통해 생성된 전기를 전력 손실을 최소한으로 줄인 채로 가장 현명하게 사용할 수 있는 추천 방안을 제공하는 목적을 가지고 있다.
-발명의 핵심내용
본 발명에서 쇼핑카트에서 전기를 생산하는 방법은 바퀴에 슬라이딩 마찰 발전 소자와 스펀지 압전 발전 소자를 이용하는 것입니다. 슬라이딩 마찰 발전 소자는 쇼핑카트를 밀면서 바퀴가 회전할 때 바퀴 내부 회전부에 위치한 +전하를 띈 제 1 마찰 소자와 바퀴 외부 회전부에 위치한 -전하를 띄는 제 2 마찰 소자가 접촉 시에 생기는 마찰력을 이용해 발전합니다. 스펀지 압전 발전 소자는 스펀지 나노 발전기에 미세한 기공을 더욱 많이 만들어 정전기 발생량을 늘리고 전기 출력을 증가 시킨 소자입니다. 스펀지 나노발전기는 가로 1cm, 세로 1cm로 이루어진 면적에서 200N으로 힘을 가할 때 최대 345V, 0.3uA로 나온다고 합니다. 이를 쇼핑카트 바퀴 덮개 내부에 위치시켜 쇼핑카트의 무게를 이용해 발전한다는 가정 하에 계산을 해보면 압전 소자만을 이용했을 때 바퀴가 한 바퀴 굴러갈 때 약 750W/h의 전기를 생산할 수 있습니다. 이렇게 쇼핑카트를 밀음으로써 앞서 설명한 발전 소자들을 이용하여 생산된 전기는 카트 내에 병렬로 연결된 리튬이온전지를 이용해 저장되고 ESS 시스템을 통해 전기를 효율적으로 이용하는 것이 본 발명의 핵심입니다.