2015-07-17
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이종혁(wooraky)
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여러 전문가님들께 질문 드립니다.
일반적인 환경이 아닌, 자전거 바퀴 내부처럼 고압력 상태에서 자전거를 주행할 때 바퀴와 지면마찰로 발생하는 바퀴내부 압력변화로 압전소자의 작동이 가능할까요?
일반적인 환경이 아닌, 자전거 바퀴 내부처럼 고압력 상태에서 자전거를 주행할 때 바퀴와 지면마찰로 발생하는 바퀴내부 압력변화로 압전소자의 작동이 가능할까요?
- 압전소자
- 고압력압전소자
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 4
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답변
신동협님의 답변
2015-07-22- 2
안녕하세요.
압전소자가 지면과 직접적으로 마찰이 될 때, 압전소자 중 PZT와 같은 세라믹이라면
어느 정도 기계적인 강도를 가지고 있을 것으로 생각됩니다. 하지만 압전소자 주변의 전극 및 이외의 부분에서 파손이 발생되어 측정이 불가능할 것으로 보입니다.
김강형(kimsimon) 2015-07-22바꿔서 생각해 보면 전극부근과 압전소자 이외의 부분을 보호하는 피복을 사용하면 충분히 소자의 작동에 의해 전기를 생산하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다.
문제는 제조원가가 되지 않을까 싶습니다. 자전거에 부착한다면 차라리 고전적이지만 크랭크 핸들 발전기를 개량하여 사용하는 것이 낫지 않을까요? -
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오현철님의 답변
2015-07-23- 2
압력은 기본적으로 정해진 공간(볼륨)에 존재하는 기체의 양(운동)이라고 보시면 됩니다. 즉, 질문자의 문의 사항을 보면 타이어 내부의 공간 변화는 거의 없습니다. 고무 모양의 변화는 생길수 있지요. 따라서 압력의 변화가 없다고 보시는게 맞습니다. 단, 타이어가 완벽하게 마감되어 있지 않기 때문에, 내부 공기가 밖으로 확산되면서 내부 압력은 낮아지는 변화정도가 생길수 있을것입니다.
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김종현님의 답변
2015-07-24- 1
압전소자라면 Piezo를 말씀하시는 것인가요?
우연히 요즘 제가 하는 것과 관련이 있어서 답변을 올립니다.
일단 자전거의 내부 압력은 대략 40-60 psi 정도가 됩니다. (산악용 자전거의 경우) 일단은 그 정도의 압력하에 Piezo를 설치했을 경우 별 문제가 없습니다. 제가 지금 사용하는 Piezo를 보통 50-60 psi의 압력하에서 사용하고 있는데 작동이 잘 됩니다. 문제는 자전거를 운행할 때 압력의 변화가 생기느냐, 혹은 얼마나 생기느냐가 관건인것 같습니다. 제 생각엔 주행 시 타이어 내에서 발생하는 압력변화가 그리 클 것으로 예상되지 않습니다. (사람이 자전거 위에서 의도적으로 상하로 힘을 지속적으로 주지 않는 한, 심지어는 이렇게 한다해도 크지는 않을 듯 싶습니다.)
개인적으로 발상이 매우 재미있네요. 실험이 간단한 것이라면 한 번 시도해 보시는 것은 어떨까요? 효율은 부차적인 문제이고, 일단 되는지 안되는지가 중요하니까요.
이상, Piezo를 이용한 실험을 하는, 자전거를 타는 사람의 답변입니다.
감사합니다.
오현철(dhguscjf) 2015-07-27말씀하신데로 사람이 자전거위에 앉음으로써 생기는 압력 변화정도는 있겠네요.. 즉, micro-electrocity 정도는 생산할수도 있을거 같기도 하네요. (자전거 뒤에 매우 작은 led정도에 불이 들어올수 있다면, 아이디어가 성공 아닐까 싶습니다.ㅎㅎ)
김종현(bestkiss) 2015-07-27dhguscjf님, 자전거 뒤에 있는 LED에 항시 전기를 공급해 줄 수 있다면 괜찮은 것 같은데요, 자전거를 타는 사람으로서는 말이죠.
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정연학님의 답변
2018-01-23- 1
신발에 적용한 적이 있습니다.
뛰때는 상당한 하중이 걸립니다.
그래서 외부 case로 폴리우레탄(PU) 재질을 사용하고 충격을 흡수해 줄 수 있는 실리콘 재질을 내분에 넣으면 압전소자를 보호할 수 있습니다.
폴리우레탄은 군화나 안전화에 사용되는 재질로 상당히 충격에 강합니다.
바꿔서 생각해 보면 전극부근과 압전소자 이외의 부분을 보호하는 피복을 사용하면 충분히 소자의 작동에 의해 전기를 생산하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다.
문제는 제조원가가 되지 않을까 싶습니다. 자전거에 부착한다면 차라리 고전적이지만 크랭크 핸들 발전기를 개량하여 사용하는 것이 낫지 않을까요?