이종현 교수 연구실
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논문
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인용수 7
·2022
A Funnel Type PVDF Underwater Energy Harvester with Spiral Structure Mounted on the Harvester Support
Jongkil Lee, Jinhyo Ahn, Hyundu Jin, Chong Hyun Lee, Yoonsang Jeong, Kibae Lee, Hee‐Seon Seo, Yohan Cho
IF 3.4 (2022) Micromachines
초록

수중 무선 센서에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 목적에서, 유동 유기 진동(flow-induced vibration)을 이용해 압전 재료에서 변위를 발생시켜 전압을 얻는 에너지 수확 기술은 가장 매력적인 연구 분야 중 하나이다. 본 연구에서 제안한 PVDF를 적용한 깔때기형 에너지 수확기(FTEH)는 유입부의 단면적이 유출부보다 더 크고, 유입부에 나선 구조를 삽입하여 와류 흐름을 생성하는 에너지 수확기이다. 수치 해석에 따르면, L = 100 mm, t = 1 mm인 PVDF를 사용한 경우 유속 0.25 m/s에서 39 μW의 전력이 생성되었다. 실험에서는 유속이 1 m/s 증가할 때 FTEH의 평균 RMS 전압이 0.0209 V 증가하였다. 유속 0.25 m/s에서 25 s 동안 측정한 결과, 전압 배가 정류기(VDR)는 전압이 133.4 mV로 생성되었으며, 이는 전전파 정류기(FBR) 대비 2.25배 큰 값이었다. 또한 커패시터에 충전된 에너지는 44.3 nJ로, FBR에 비해 VDR에서 14% 더 높았다. 더불어 VDR은 1 kΩ 부하에서 17.75 μW의 전력을 전달할 수 있다. 유속으로부터 FTEH가 생성한 전압을 VDR 전기 회로를 사용하여 저장하면, 수중 무선 센서의 안정적인 전력 공급에 크게 기여할 수 있음을 보여준다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
Energy harvestingRectifier (neural networks)VoltageElectrical engineeringUnderwaterMechanical energyAcousticsFlow velocityPower (physics)Engineering
타입
article
IF / 인용수
3.4 / 7
게재 연도
2022

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