배터리리스, TinyTEG를 소개합니다

“사물인터넷(IoT)의 핵심은 배터리다. 이제는 BoT(Battery of Thing) 시대다”.  

조남성 삼성SDI 대표가 작년 10월에 열린 한 행사의 기조연설에서 한 말입니다. 사물인터넷의 등장으로 다양한 기기와 센서가 설치되면서 안정적이고 지속적인 전원 공급이 중요해지고 있기 때문입니다.

IoT의 확산으로 몇 년내에 조 단위의 센서가 설치될 것으로 예상되는 상황에서 모든 센서에 전원을 공급하기 위해 선을 연결하거나 배터리를 장착한다는 것은 불가능하죠.

그래서 최대한 배터리를 작고 오래 사용할 수 있도록 개선하거나, 열, 압력, 전파, 소리 등 다양한 자연의 에너지원을 이용해서 전기를 생산하는 방법도 탐구하고 있습니다.

열전발전(thermoelectric generation)은 그 중에서도 가장 상용화에 가깝게 접근해 있는 대체 에너지 기술입니다. 이것은 두 접점 사이의 온도차로 인해 생기는 전위차에 의해 전류가 흐르게 되는 현상(제베크 효과, Seebeck Effect)을 이용하여 전기를 생산하는 방식을 말합니다.

그동안 열전발전은 대체에너지의 한 종류로서 꾸준히 관심을 받아왔던 기술이었지만 에너지 변환효율이 10%를 넘지 못해서 그동안 주로 고열이 발생해서 온도차가 높은 경우에만 적용되어 왔습니다.

하지만, 저희 회사가 이번에 개발한 모듈은 열 효율을 대폭 올릴 수 있어 바로 상용제품에 적용이 가능합니다. 이름하여 타이니테크(TinyTEG)입니다. 매우 작은 열전발전 소자라는 뜻입니다. ^^

< TinyTEG 구성원리 > 

일반적으로 낮은 온도차에서 열전발전소자의 출력 전압은 수 밀리볼트(mV)에서 수십 밀리볼트에 불과해 바로 구동전압으로 사용할 수가 없습니다. 그러나 TinyTEG는 고밀도로 발전전압을 높이고 승압회로까지 내장하고 있어 수 밀리볼트를 볼트(Volt) 수준으로 승압하기 때문에 바로 구동전압으로 사용할 수 있습니다.

이번 TinyTEG의 성능 테스트 결과, 열원과 외기의 온도차가 3℃ 이상일 경우에는 LED의 구동이 바로 가능하고, 온도차가 5℃ 이상일 경우에는 무선센서의 송수신 통신이 가능한 수준으로 나타났습니다.

다시 말해 일반적인 소형 센서에는 바로 적용이 가능해서 배터리의 수명을 거의 반영구적으로 늘릴 수 있고, 아예 배터리 없는 기기를 만들 수 있다는 뜻도 됩니다.

무엇보다 이런 기술이 적용되어 자가발전이 되는 기기가 나오게 되면, 폐배터리로 인한 환경 오염을 막을 수 있고, 사람이 접근하기 힘들거나 위험한 장소에 센서를 설치하기 위해 전원작업을 하거나 배터리를 교체할 필요가 없어지기 때문에 사람이 다칠 위험을 줄여 준다는 것도 큰 의의가 있습니다. 이것이 휴모트가 지향하는 ‘사람을 행복하게 기술’입니다. ^^

다음 편에는 테스트 중인 TinyTEG 데모 영상을 올려드리겠습니다.