Energy harvesting system using solar and wind energy for structural health monitoring applications

Abstract

본 논문은 구조물 건전도 평가를 위한 태양 전지, 풍력 에너지 기반 에너지 수확 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 에너지 수확 시스템은 태양에너지 와 풍력에너지를 이용한다. 두 에너지 시스템의 조합을 통하여 기상악화로 인한 에너지 공급이 어려운 상황에서 에너지 수확을 가능하게 할 수 있다.

먼저 대형 태양열 발전에 자주 활용되고 풍족하게 사용 가능한 고효율 열전 (TE) 방식을 제안하고자 한다. 열전 (TE) 에너지 수확 시스템의 효율을 향상시키기 위해서, 얇은 그라핀 층을 사용 하였다. 이 방법은 시스템의 열 소산 방법을 개선함으로써 기존의 열전 모듈의 온도 차이를 증진시키는 간단하고 효과적인 방법이다.

다음으로는 풍력에너지와 같은 주요 에너지 공급원을 활용하기 위해서, 웨이크 갤로핑 현상과 외팔보 기반 압전 재료의 결합에 의해 수확 할 것을 제안한다. 이는 두 개의 실린더를 사용하며, 매크로 섬유 복합 (MFC) 필름을 포함하는 외팔보에 장착 된 하향 실린더를 함께 이용한다. 제안 된 시스템은 낮은 풍속에서도 만족할만한 수확 에너지를 제공하며, 큰 풍속에서도 안정된 구조물의 상태를 나타내기 때문에 신뢰할만한 결과를 나타냄을 알 수 있다.