유비쿼터스 헬스케어 기술 및 휴대용 전자기기의 발전은 지속적으로 전원을 공급하기 위한 새로운 에너지원을 요구하고 있으며, 이러한 점에서 의류를 통한 인체 에너지 수확 시스템의 연구가 요청되고 있다. 인체에너지를 수확하는 방식의 하나인 열전은 인체와 주위 환경간의 온도차이로부터 에너지를 수확하는 방식으로, 본 연구에서 의복을 통한 열전에너지 수확의 기초자료를 확보하기 위하여 인체표면 온도의 분포를 실증적으로 고찰하였다. 이를 위해 체표 구간을 설정하고 구간별 온도분포를 분석하였다. 분석 결과, 상체의 체표온도가 하체에 비해 높았고 특히 심장과 가깝고 혈류량이 많은 몸통 부위의 체표온도가 높았다. 뒷목과 등, 허리의 후면 부위 체표온도가 앞면에 비해 높았으며, 팔 부위의 경우 위쪽 부위의 체표온도가 아래쪽 부위보다 높고 팔 후면이 정면과 측면에 비해 온도가 낮게 나타났다. 체표 구간별 평균 온도와 환경온 간의 차이값이 가장 높아 열전 수확 기능구조 설치에 가장 적합한 위치는 뒷목 부위로 나타났고, 등과 허리 부위, 측면 어깨부위, 가슴 부위, 정면 위팔 부위, 배 부위가 그 뒤를 이었다. 이러한 인체표면 온도분포 결과를 토대로, 본 연구에서는 열에너지 수확의류 개발을 위한 기본 지침을 도출하였다.

대량의 화석연료 소비로 인한 지구 생태계의 부작용에 따라 전 세계적으로 저탄소와 지속가능한 신재생에너지의 활용이 요구되고 있다. 본 논문에서는 여름철 아스팔트 포장도로에서 발생하는 열에너지를 열전현상을 이용하여 전기에너지로 변환하여 에너지 위기를 새로운 성장의 기회로 전환하려 하였다. 이를 위해 열발전소자의 전기적 특성실험과 아스팔트 포장도로 시험체에 열발전소자 매입 및 열 회수 파이프 매입 실험을 통해 에너지 하베스팅 전력을 측정하여 가장 효과적인 아스팔트 포장도로의 열에너지 하베스팅을 위한 시스템 구축방안을 검토하였으며, 결국 아스팔트 포장도로에서 발생하는 지속가능한 열 에너지원을 활용함과 동시에 환경보존과 경제성장을 도모할 수 있는 신개념의 녹색도로 사회기반시설을 제안하였다.

최근 녹색뉴딜혁명으로 새로운 청정에너지원의 활용이 요구됨에 따라, 철로나 도로같은 생활주변의 사회기반시설에서 발생되는 열 에너지의 하베스팅 가능성을 검증하기 위해 도시 및 생활주변에서 느껴지는 뜨거운 열과 온도를 열전현상을 이용한 Bi-Te계열의 열전소자를 통해 열-전기변환 가능성을 확인하고, 도시산업 기반시설의 열원 및 주변환경변화를 고려한 실험을 통해 발생되는 전기적 특성을 확인하여, 도시에서 무의식적으로 폐기되고 있는 열에너지의 효율적인 활용방안에 대하여 모색하였다. 아스팔트 포장도로나 콘크리트 구조물등의 사회기반시설에서 발생 가능한 열원의 온도차를 열전소자 양단에 공급하고, 열전달 방법과 재료 공급시간 등을 변수로 하여 발생하는 전기적 특성을 측정한 실험결과 70℃의 온도차와 1m2의 면적에서 약 20.82W의 전력을 얻을 수 있음을 확인함으로써 열에너지 회수 가능성을 검증하였고, 산업기반시설에서 발생하는 열원의 온도변화율 및 변환면적이 열-전기변환에 있어서 가장 큰 영향을 미치고 있는 것을 확인하였다. 또한 효율적인 열전 발전을 위해서는 열전소자 자체의 변환효율성능의 향상과 더불어 열에너지원의 열손실 감소, 열보존율 향상 등의 활용방법을 통해 효율적이고 지속적인 열전 발전의 가능성이 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 갤로핑/플러터와 웨이크 갤로핑과 같은 공력불안정현상을 이용한 에너지 수확 장치에 대한 적용가능성을 검토하였다. 이를 위해서, 작은 규모의 에너지 수확 장치를 설계 및 제작하였고, 이 장치들의 효율성과 효과를 증명하기 위한 일련의 실험을 수행하였다. 이러한 시험 결과로부터 공력불안전형상(갤로핑/플로터 및 웨이크 갤로핑)을 이용한 에너지 수확 시스템의 적용 가능성이 증명되었다.

Piezoelectric energy harvesting from our surrounding vibration has been studied for driving the wireless sensor node. To change the vibration energy into the electric-energy efficiently, the natural frequency of cantilever needs to be adjusted to that of a vibration source. When adding 6.80g mass on the end of the fabricated cantilever, a natural frequency shifts from 136 Hz into 49.5 Hz. In addition, electro-mechanical coupling factor increased from 10.20% to 11.90% and resulted in the 1.18 times increase of maximum output power.

In this study, we evaluated the energy production from plant-microbial fuel cells using representative indoor plants, such as Scindapsus aureus and Clatha minor. The maximum power density of microbial fuel cell (MFC) using S. aureus (3.36 mW/m2) was about 2 times higher than that of the MFC using C. minor (1.43 mW/m2). It was confirmed that energy recovery is possible using plant-MFCs without fuel. However, further research is needed to improve the performance of plant-MFCs. Nevertheless, plant-MFCs have proved their potential as a novel energy source to overcome the limitations of the conventional renewable energy sources such as wind power and solar cells, and could be employed to a power source for the sensor in charge of the fourth industrial revolution.

Quadrotor with limited flight time due to battery level can have the extended mission life by applying energy harvesting technology. Bio-inspiration from the birds' locomotion of flight and perch-and-stare can make energy consumption efficient, and energy harvesting technology can generate energy. In order to charge the battery with solar power, the drones are required to be in a position without shade. In the mountainous terrain, a novel mechanism is required in order to be located stably at the top of the tree or the inclined rock. In this study, we propose an analysis of the origami structure and the concept design of the perching mechanism with two stable equilibrium states. The origami structure composed of compliant material can be applied to the perching mechanism that can be locked passively. Moreover, the experimental results of the trajectory and perching test are discussed.

This study is to update of vibration power generating model and to analyze electromotive force on subway. Analysis of electromotive force using power generation depending on classification of locations which are ballast bed and concrete bed. Induced electromotive force equation by Faraday's law was updated using Bayesian regression and correlation analysis with calculate value and experiment value. Using the updated model, it could get 40mV per one power generation in ballast bed, and it also could get 4mV per one power generation in concrete bed.

Even though installing measuring device for safe structure became duty because of structures’ becoming larger, the battery replacement of sensor node is difficult when it is hard to approach such as specific bridges. This study was done for the examination of the activating possibility wire accelerometer after converting vibration energy occurred from sine wave (±0.2g) to electric energy with cantilevered piezoelectric energy harvester when it vibrates continuously.

This study conducted a basic experiment to build vibration power generation system that has no limit of location to install, has consistent generation all the time regardless of weather changes, and forecast power supply. The vibration power generation system applies vibration energy occurring from cars driving on the bridge to infrastructure facilities by using Faraday's law and changing into electric energy. As a basic experiment study to build the vibration power generation system infra, this study suggested a non-powered self-generator and analyzed a relationship with electromotive force of vibration energy and the vibration generator through analysis of dynamic characteristics of the vibration generator and the interior experiment in order to lead and verify the formula generating electromotive force.

This study informs regarding application to electric protection by using piezoelectric material which is one of the energy harvesting system in bridge. It can transform from strain energy to electricity energy by using piezoelectric material as strain energy always occurs in bridge. This paper suggests that electricity energy occurred from piezoelectric material can use cathodic protection by power impressed methods for anti corrosion of reinforcement bar, steel and so on.

고 고형분함량 감자 생산을 위한 수확시기를 예측하는 데 있어 에너지 소모량의 추정에 대한 연구결과는 다음과 같다. 1. 각 지역별로 포장의 파종시기부터 수확시기까지 최근 5년간(2005년~2009년) 평균기온, 강수량, 상대습도, 일조시간, 바람, 지중온도 등의 농업환경을 조사한 결과 파종기 저온피해와 괴경비대기 장마기간을 회피한다면 가공용 원료감자는 가공품 생산에 필요시마다 물량을 수급하기 때문에 만숙재배를 하지 않아 품종의존도가 낮아 수확시기의 환경에 대한 비중이 큰 것으로 판단되었다. 2. 파종시기부터 출현까지에는 지중온도에 영향을 많이 받아 지역별 편차가 심해 시뮬레이션에서는 출현시기를 기준으로 감자의 수확적기를 예측하는 것이 바람직하였다. 3 수확시기를 예측하기 위한 생장모형은 Tp=Tm~cdotWmTpWmTm를 사용하고, 생장량 Wm을 계상하는 기본 생장모형은 Wm=~intmtf(x)dt 를 사용하였다. 4. 기본 생장모형을 통해 Wm을 계상할 때는 광합성율(δA )과 식물체내 에너지 소모(δE ) 개념을 적용해야 보다 정밀한 수확시기를 예측할 수 있었으며, 식물체내 에너지 소모에 대한 정의는 기후변화에 대응하여 농업환경에 대처하는 식물체내 에너지 소모를 계상하는 것으로 최근 5년간(2005년~2009년) 수확시기에 따라 고형분함량을 측정한 결과 광합성율만 계상할 때 보다 에너지 소모개념을 적용한 것이 효과적이었다.