오늘은 국내에서 휴모트만이 보유하고 있는 '신박한' 장비를 소개드리고자 합니다. 

영어로는 Auto Part Handling System 또는 Parts Aligner 라고 하며자동 핀 정렬기라고 부르는 제품입니다. 이 장비는 휴모트가 일본의 전문기업과 함께 기획, 개발한 장비입니다. 매우 전문적이고 노난이도의 기술과 노하우가 요구되는 장비이고, 그만큼 국내는 물론 세계적으로도 경쟁력을 갖추고 있습니다. 


1. 백문이 불여일견! 우선 작동영상부터 볼게요~   




2. 무엇을 정렬하는가?                                    

이 장비는 무작위로 공급된 초소형 부품을 진동을 이용해서 팔레트 위에 정해진 자세와 속도로 정렬하는 장치입니다. 
말그대로 밀리미터 크기는 물론이고 마이크로미터(㎛) 단위의 미세한 핀까지 자동으로 정렬해주는 제품입니다. 수백~수천개의 핀(Pin)을 정렬, 이재, 변환, 이송하는 데까지 약 15분 여 만에 한번에 해결하는 솔루션입니다. 

< 이렇게 다양한 모양과 크기의 핀들을 자동으로 정렬할 수 있습니다>



그동안은 수동장비로 정렬하거나 심지어 사람이 하나하나 현미경이나 육안으로 수많은 핀들을 일일이 바로 세우는 방식으로 작업을 해왔습니다. 그러다보니 시간이나 비용은 물론이고 휴먼에러도 함께 발생해서 여러모로 비효율적이었습니다. 
갑자기 대량발주를 받아도 물리적인 한계로 주문에 대응하지 못하는 경우도 흔히 겪게 되죠. 
자동 핀 정렬기는 이런 상황을 한번에 해결하는 혁명적인 제품입니다. 
덕분에 저희가 이 장비를 개발한 이후 이미 10여개 기업이 도입해서 그 효과를 톡톡히 보고 있습니다. (궁금하면 연락주세요~^^  brue@humott.com, 031-8077-4877) 

< 핀 정렬기 작동 모습 >  



3. 다양한 정렬 방식                                     

핀 정렬기의 라인업은 수평 횡 진동, 수평 회전 진동, 수직 종 진동, 그리고 진공식으로 나누어집니다
수평 횡 진동이 가장 대중적으로 사용하는 방식으로, 아주 작은 원통형 핀들을 수평 진동으로 정렬해 정해진 자리에 집어넣는 방식입니다. 수평 회전은 주로 납작한 부품을 정렬할 때 사용하며, 수직 종은 길쭉한 부품을 위아래 진동을 통해 정렬하는 장비입니다. 그리고, 진공식은 수평 횡 진동 방식에 진공(Vacuum)을 결합해서 초미세 부품을 한번에 수천개씩 정렬할 때 사용합니다. 또한 완전 자동 방식 뿐만 아니라 수동으로 작동하는 정렬기도 있습니다.  

< 수평, 회전, 수직 등 다양한 방식으로 핀을 정렬합니다 > 



4. 그래서 효과는 있었는가?                                     


수동으로, 손으로 일일이 하나씩 하던 작업을 자동화했을 때 시간과 비용, 생산성 면에서 월등한 차이가 있으리라는 것은 쉽게 짐작이 가리라 생각합니다. 

아래는 본 장비를 구입한 몇몇 고객의 사례를 간단히 정리한 내용입니다.  이 장비를 접한 분들의 공통적인 반응이라면, "이게 자동으로 정렬이 되네?"입니다. ^^ 



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아래 그림은 저희 제품을 소개하는 소개서에 나오는 내용의 일부입니다. 



열전발전이 상용화되려면 열전발전 성능지수라 부르는 zT가 2.0은 넘어야 합니다. zT 2.0은 열전효율 10%라고 볼 수 있습니다. 즉 열에너지 100을 투입하면 전기에너지 10을 얻는다는 뜻입니다. 90%는 그냥 대기에 버려야 한다는 얘기입니다. 

더구나 위 그림에 나와 있듯이 현재 열전발전 효율은 5% 수준입니다. 대체에너지원으로 일상생활에 적용하기에는 아직 어렵다는 뜻입니다. 

그래서 이 효율을 높이기 위한 노력을 여러 연구소나 기업들이 하고 있는데 주로 열전발전에 사용하는 소재를 개발 또는 업그레이드하는 분야에 집중돼 있습니다. 


그런데 휴모트가 개발한 열전소자는 zT가 무려 4.0 입니다. 열전발전 효율이 20%입니다. 이 정도면 직접적인 상용화는 물론이고 온도차가 적은 체온발전에도 바로 적용할 수 있는 수준입니다. 

수백도의 열원이 존재하는 발전소, 플랜트, 제철소 등이라면 기존 전원을 대체하고도 충분할 만큼 새로운 전기를 만들어낼 수 있다는 겁니다. 


휴모트는 어떻게 이런 높은 효율이 나오는 열전소자를 만들 수 있었을까요? 

휴모트는 타 기업, 기관들과 다르게 방향을 잡았습니다. 무엇보다 새로운 소재를 개발할 만큼 자금이나 인력이 여유있지도 않을 뿐더러 그 길은 너무 멀다고 보기 때문입니다. 그래서 기존 열전발전 소재를 사용하는 대신 단위면적당 소자의 집적도를 높이는 기술 개발에 집중했습니다

2년여 집중적으로 자금과 인력을 투여해서 많은 시행착오와 테스트를 거쳤고 그 결과로 나온 것이 다음과 같은 다양한 집적도를 갖춘 휴모트의 열전소자 모듈들입니다. 기존 소자와 비슷한 수준의 집적도(144/㎠)부터 1,600/㎠ 수준의 초 고집적도 소자까지 만들 수 있게 되었습니다. 


< 휴모트가 개발한 다양한 수준의 열전소자>



아마 이 정도 초 고집적도 열전소자는 휴모트가 거의 세계최고·최초가 아닐까 싶습니다. 기존 소자 제조 공정을 대폭 축소, 개선하고 휴모트만의 고유한 집적 기술과 노하우를 결합해서 이루어낸 성과입니다. 


물론 이제 시작일 뿐입니다. 일단 개념을 실제로 구현했다는 점에서 의의가 크지만 아직 샘플 수준일 뿐입니다. 이제 본격적으로 양산 체제를 구축하고 상용화된 제품을 만들어내야 하는 과제가 기다리고 있습니다. 

하지만 휴모트가 강소기업으로 가는 어려운 첫 발걸음을 떼면서 제일 중요한 단계를 넘어섰다는 점에서 큰 의의가 있다고 생각합니다. 

조만간 휴모트가 선보일, 타이니테그(TinyTEG)를 적용한 무전원 무배터리 제품을 기대해주세요~ ^^ 

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오랜 잠수를 끝내고 블로그를 다시 시작합니다^^ 


사실 그동안 공유하고 싶은 이런저런 회사 소식, 기술 얘기들이 여럿 있었지만 한번 손을 놓고 나니 다시 글로 풀어내기가 쉽지 않았습니다. 일인다역을 하는 작은 기업의 특성상 시간의 확보가 쉽지 않은 상황도 영향을 미쳤습니다. 새롭게 의욕을 부려볼까 합니다! ㅎㅎ 


간만에 올리는 첫 소식은 역시나 우리 회사의 차세대 주력 아이템인 열전발전 제품 개발에 대한 내용입니다. 

지난 2년 동안은 휴모트가 본격적으로, 집중해서 열전발전 기술 개발에 투자한 시기였습니다. 총 투자액만 10억원이 들어가는 큰 프로젝트였다고 할 수 있습니다. 

중소기업에서 기술 개발에 이 정도 자금을 투여하는 게 쉽지는 않죠? 저희도 마찬가지였습니다. 기술력과 노하우는 있지만 돈이 없어 아까운 세월만 흘려보내다 우연찮게 정부출연사업에서 저희와 꼭 맞는 과제가 있길래 신청했다가 덜컥 선정이 되었습니다. 운이 좋았죠^^ 

덕분에 2년 동안 개발에 필요한 장비, 원재료, 기술인력 채용 등에서 많이 도움을 받았고 연초에는 개발완료 과제에 대한 현장 실사도 받았습니다. 



< 현장실사 중인 과제 담당자분들과 휴모트 대표이사>



< 클린룸과 연구개발에 사용하는 각종 장비들>



그리고, 아래 사진은 2년간의 정부과제로 진행해서 개발한 시제품들을 모아놓은 모습입니다. 



이번 개발과제는 휴모트가 개발하고 있는 열전소자인 타이니테그(TinyTEG)와 센서, 통신을 결합한 무선센서네트워크(TinyTEG-WSN)였습니다. 사진에서 보이듯이 Zigbee, LoRa, WiFi 등 다양한 통신방식을 열전소자 내장 무선센서와 결합해서 많은 센서를 네트워크로 편리하게 관리할 수 있는 제품입니다. 여기서 핵심이 바로 열전발전 기술을 적용한 TinyTEG 모듈입니다. 


가정이나 공장, 사무실, 야외 등 어디에서든 센서를 이용한 데이터 수집과 분석이 늘어나고 있습니다. 어떤 환경이나 조건에서도 쉽게 설치할 수 있어야 하고, 한번 설치하면 유지보수 이슈가 가능한 적어야 하고 안정성이 높아야 한다는 게 무엇보다 중요합니다. 

그러기 위해서는 센서의 물리적 안정성 뿐만 아니라 설치와 관리의 편의성도 중요한 이슈가 됩니다. 이런 요구사항을 만족시키는 데 필요한 조건이 무배선(Wireless), 무배터리(Battery-less)라고 할 수 있습니다. 

사실 이 둘은 연결돼 있습니다. 센서를 작동하기 위해 일일이 전선을 연결해서 전원을 공급해야 한다면 활용도가 매우 낮아지기 때문에 그 대안으로 배터리를 사용합니다. 그리고 배터리 교환주기를 늦추기 위해서 통신주기를 늘리거나 저전력 통신방식을 채용해서 가능한 오랫동안 배터리를 사용할 수 있도록 노력하고 있습니다. 

그렇지만 결국 언젠가 배터리는 교체해야 하고, 그때가 되면 수많은 센서의 배터리를 일일이 교체하는 데 들어가는 비용과 시간이 만만치 않게 됩니다. 


이번에 휴모트가 개발한 TinyTEG-WSN이라는 무선센서네트워크는 이런 근본적인 문제점을 해결하기 위해서 등장했습니다. TinyTEG 모듈을 이용해서 작은 온도차에서도 꾸준히 열전발전으로 전기를 생산해서 충전하는 방식입니다. 따라서 배터리가 필요없거나, 배터리와 함께 사용하여 물리적인 한계에 이를 데까지 배터리를 교환할 필요가 없게 됩니다. 


                   

    



            < TinyTEG-WSN 조립도와 실제 제작된 모습>



여기서 이 분야를 좀 아시는 분들은 당연한 궁금증이 생기게 됩니다. 

제베크 효과를 이용한 열전발전은 아주 오래전에 발견된 현상이고 이미 열전발전 소자도 많이 있고 외국에는 상용제품도 나와 있습니다. 즉 휴모트가 만들었다고 특별한 것도 아니고 처음도 아니라는 얘기입니다.^^ 

그런데 왜 지금까지는 이런 제품이 없었을까요? 과연 어떤 어려움때문에 휴모트가 2년동안 많은 비용을 투자해서 만들어내야 했을까요? 

과연 이렇게 만든 제품이 실제 현장에서 사용할 만큼 시장성이나 상품성이 있는 걸까요?


이건 다음 편에서 계속하겠습니다. ^^ 

 


 


 

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지난 금요일에 미국 대학교와 독일 기업에서 제품관련 문의 메일을 받았습니다. 휴모트 홈페이지를 보고 여기에 소개된 제품에 대한 사양과 구매 의향에 대한 내용이었습니다. 아마 구글링으로 찾아냈을 가능성이 가장 높겠죠? 


온라인 홍보를 위해서 홈페이지를 만들고 혹시나 하는 마음으로 영문판도 만들긴 했지만, 실제로 외국에서 우리 회사 홈페이지를 보고 연락이 올 때마다 신기한 마음이 앞섭니다. 방문자가 많지도 않은 조그만 회사의 홈페이지를 어떻게 찾아냈단 말인가 하는 생각에요. 

아무리 온라인 세상인긴 하지만 수 억개는 될 홈페이지에서 검색으로 저 먼 나라의 제품 소개를 찾아내고 연락까지 주고받는 상황은 매번 놀라움을 자아냅니다. 



< 독일에서도 궁금해 하는 휴모트의 제품^^>

       


또 한가지 드는 감정은 뿌듯함 같은 겁니다. 

위에 삽입한 메일은 독일의 연구소에서 휴모트가 보유한 초정밀 항온항습(THC) 장치와 기술력에 대해 문의하는 내용입니다. 자기들이 원하는 수준의 제품을 찾다가 멀고 먼 아시아의 한국 하고도 수원에 있는 회사를 발견했다는 것이죠^^ 


제조업 강국 독일도 갖지 못한 기술력을 저희가 보유하고 있다는 자부심과 한국의 제조 기술이 아직 죽지 않았다는 걸 확인하는 뿌듯함이 겹칩니다. 

말이 아닌 실력으로 글로벌 강소기업 휴모트를 만들어갑니다. 여러분도 응원해주세요~~*^^*







 

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한반도가 흔들리고 있습니다. 수십 년만에 찾아온 강력한 지진때문입니다. 한번이면 그럴 수도 있겠다 하면서 냉정을 찾겠지만, 이게 끝이 아니라 더 큰 지진의 전조일 수 있다고 하니 점점 공포감이 커져만 갑니다. 

정부가 보여준 늦장대처, 부실한 대응 매뉴얼, 오래된 건물들의 내진설계 문제, 경주 일대에 건설중인 방폐장과 그 주위의 원자력발전소의 방사능 누출 우려 등 걱정과 우려, 공포가 쌓여만 갑니다. 


드디어 비상배낭, 손전등, 수동으로 충전하는 전화기, 배낭, 통조림 등 비상시 버틸 도구를 준비하는 시민들도 생기고, 일본이 만든 지진 대응 매뉴얼이 온라인에서 퍼져 나갑니다. 

제가 사는 서울의 아파트에서도 두 번 진동을 느꼈기에 더 강력한 진동을 느낀 분들의 공포감이 충분히 이해가 갑니다. 


이런 재난 상황을 맞이하면서 휴모트가 열전발전의 첫 모델로서 검토했던  스마트폰 케이스의 유용함을 새삼 느꼈습니다. 

 

< 휴모트의 자가충전 스마트폰 케이스> 



폰케이스와 보조배터리가 결합된 형태입니다. 국내에서는 케이스와 별도로 보조배터리만 주로 사용하지만, 가까운 일본만 해도 대용량 배터리가 결합된 케이스가 용도별로 출시되어 있습니다. 

오랫동안 충전을 하지 못하는 상황, 즉 오랜 야외활동, 여러 날 전기가 없는 곳에서 지내야 하는 경우, 그리고 휴대폰을 보호해야 할 격한 활동을 하는 경우 등입니다. 산악, 해상, 군부대 등이 대표적인 경우입니다. 


그러나, 대용량 배터리와 케이스가 결합된 형태라 배터리를 좀더 오래쓸 수 있긴 하지만 결국은 전원 충전이 필요합니다. 

휴모트는 케이스 내에 열전소자를 내장하기 때문에 온도차가 발생하는 상황에서 꾸준히 자가충전을 하게 됩니다. 즉 별도의 전원 공급이 없더라도 배터리를 충전할 수 있기 때문에 급하거나 극한 상황에서 훨씬 유용합니다. 


이번 지진을 겪으면서 이런 제품의 필요성을 다시 한번 느끼게 되었습니다. 최근 개봉한 재난 영화 <터널>에서도 휴대폰 배터리가 떨어져 외부세계와 소식이 끊기는 모습을 보면서도 남 일 같지가 않았습니다. 

세상 어디서든 존재하는 열, 그리고 물체 양단에서 생기는 열의 온도차를 이용한 열전발전 기술이 소중한 목숨을 구하는 데 중요한 역할을 할 수 있겠다는 생각이 들었습니다. 



아직 컨셉만 구상한 상태라 본격적인 개발에 들어가진 않았지만, 이번 지진 사태를 계기로 좀더 구체적으로 개발과 상품화를 생각하게 됩니다. 



< 생명을 살리는 기술, 충전에서 자유로운 제품 > 


 






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끝날 것 같지 않던 올 여름 폭염도 지나고 귀뚜라미 소리가 들리는 계절이 드디어 왔습니다. 

8월 한달동안 내내 35도를 오르내리는 유례없던 날씨만큼 전기요금 누진세 논란도 뜨거웠습니다. 무엇보다 과거 경제개발 시절에 산업 발전을 위해 산업용 전기를 원가 이하로 값싸게 책정한 요금 체계에 대한 상대적 박탈감이 크게 작용하는 듯 합니다. 


< 다음 아고라에 올라온 누진세 폐지 서명 운동 > 


가정용 전기요금 누진세를 완화해서 가계 부담을 더는 것도 방안일 수 있고, 산업용 전기요금을 현실화해서 상대적 차별을 축소하는 것도 방안일 수 있습니다. 

하지만, 근본적으로 고민해야 할 것은 왜 갈수록 여름은 더 뜨거워지고 있고, 가정용 전기요금 누진제 개편으로 이 더위를 극복할 수 있는가 하는 게 아닐까 싶습니다. 


이상기후가 더이상 '이상'이 아니라 '정상'이 돼가고 있는 원인으로 지구온난화 현상을 첫 손가락으로 꼽는 것은 대부분 동의하고 있습니다. 이 흐름대로 계속 가다간 인간이란 종족이 생존하는 것 자체가 어려워질 것이란 예측은 이미 나와 있구요. 

그래서 기후협약 등을 통해 전지구적으로 이산화탄소 배출량을 줄이려는 노력을 하고 있지만, 각국의 이해관계로 쉽사리 타결을 보지 못하고 있습니다. 대표적인 이산화탄소 다량 배출 국가인 중국이나 미국은 지난 9월 3일에야 드디어 파리 기후변화 협정을 공식 비준했습니다. 그나마 다행이죠. 


그렇다고 수요가 늘어나니 발전소를 지어서 공급을 늘리는 수요 중심의 관점도 한계가 있습니다. 목이 마르다고 바닷물을 마셨다간 더 심한 갈증을 불러오는 것과 비슷한 이치입니다. 

따라서 중요한 것은 이산화탄소를 줄이기 위해서는 화석연료를 이용하는 전기 생산 방법을 대체하거나 가정이든 기업이든 에너지 절약을 실천하고 에너지 효율이 높이는 방법을 찾는 게 아닐까 싶습니다. 즉, 절대적인 전기 사용량을 줄이는 것과 화력, 원자력 등 전통적인 방식의 전기 생산 방식의 대안을 확대하는 것, 이 두가지가 우리가 생각할 수 있는 대안입니다.


일본의 경우 후쿠시마 원전 사고 직후 원자력 발전소들이 멈추면서 전력대란이 예상됐지만, 전국민적인 절전 실천으로 무리없이 전기 수요를 충당할 수 있었던 점은 우리가 중요한 사례로 삼을 만 합니다. 또한 독일을 비롯해서 유럽 각국이 풍력, 태양력, 지열 등 각종 대체 에너지 개발에 힘을 쏟아서 대체 에너지 비율을 높여 나가는 것도 배울 만한 점이라고 생각합니다. 


< 올 여름 일본은 더워도 여유있는 전력 공급이 가능(출처: 연합뉴스)> 


가장 전기 사용량이 많은 분야인 산업계에서는 그동안 전기 요금이 저렴하다보니 굳이 전기 사용량을 줄여야 한다거나, 생산 기기의 에너지 효율 측면을 상대적으로 경시하는 경향이 많았습니다. 

그냥 전기 콘센트로 처리하는 게 대체 에너지원을 찾거나 에너지 효율 향상에 투자하는 것보다 경제적이었기 때문입니다. 온도를 올리기 위해 전기를 사용하고, 그렇게 높아진 온도를 식히기 위해 다시 전기를 사용하는 이중 낭비가 흔하게 일어납니다. 


어차피 여름은 해마다 뜨거워질 것입니다. 그리고 그때마다 전기 공급을 늘려서 더위를 막을 수는 없습니다. 특히 도시에서 발생하는 열섬 효과를 줄이기 위해서는 좀더 많은 고민과 다양한 방법을 찾아야 합니다.  




< 다양한 대체 에너지원 확대를 고민할 시기입니다 (출처: Pinterest) >


열전발전은 대체 에너지의 한 종류입니다. 이 뜨거운 여름 햇빛도 훌륭한 에너지원입니다. 

공장 굴뚝에서 발생하는 수백~수천 도의 열만 이용해도 많은 전기를 얻을 수 있고, 비상 발전에 필요한 전기는 충분히 모아둘 수 있습니다. 

이미 기술적으로는 구현이 가능한 수준까지 발전했지만 그런 대체 에너지 기술을 도입해서 전기 생산과 소비를 효율적으로 해야 할 외부적 압력과 자극이 필요한 시점입니다. 


이번 누진제 논란이 단지 전기요금 제도 개편에 머물지 않고, 대체 에너지 개발과 확산이라는 근본적인 처방으로 눈을 돌리는 계기가 되었으면 하는 바람입니다. 

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이건 개인적인 경험에서 나온 생각입니다. 


온도차를 이용해 전기를 생산하는 열전발전 소자가 있으면 전원으로 사용하는 배터리 없이도 영구적인 자가발전이 가능합니다. 따라서 이 기술이 적용될 분야는 배터리를 사용하거나 전원이 필요한 기기는 모두 대상이니 무궁무진합니다. 


하지만, 눈에 띄지는 않지만 특별히 이 기술이 적용되었으면 하는 분야가 있습니다. 바로 의료 분야인데요, 그 중에서도 심박조율기나 인공심박동기를 꼽고 싶습니다. 

이름에서 알 수 있듯이 이것은 심장이 규칙적으로 뛸 수 있도록 가슴에 삽입하는 인공 보조기구입니다. 



< 인공심박동기 >  출처 : wikipedia 



이 기구도 작동을 위해서는 전원이 필요하기 때문에 배터리가 내장돼 있습니다. 문제는 배터리의 수명이 다하면 다시 심장을 열어서 배터리를 교체해줘야 한다는 것입니다. 물론 몇 년에 한번 간단한(?) 수술로 교체하면 된다고 하지만, 배터리를 바꾸기 위해 수술을 해야 한다는 건 부담스러울 수 밖에 없습니다. 


제 가까운 친척분께서도 이 심장박동기를 삽입했었습니다. 피의 흐름이 원활하지 못하다보니 몸의 절반을 거의 제대로 가누지 못할 정도가 되었는데, 그때 그 치료 수단으로 심박동기를 몸에 넣게 되었습니다. 

그때 병문안을 갔던 제게 그 분이 하시던 말씀이 아직도 기억에 남습니다. 

"이제 이거 없으면 심장도 안 뛰어. 난 기계야". 


어찌보면 농담삼아 던지려 했던 말씀인 것 같았는데 그 말을 하자마자 당신께서 눈물을 주룩 흘리시는 거였습니다. 놀라기도 하고 당황스럽기도 했고 의료기술이 그 정도까지 발전했구나 하는 경이로움이 뒤섞여 아직도 기억에 남는 듯 합니다. 


그래서, TinyTEG라는 이름으로 이 열전소자의 시제품을 만들어놓고 먼저 떠오른 것이 지금은 세상을 떠나신 그 친척분이었습니다. 적어도 한번 수술한 가슴을 배터리 때문에 다시 열 필요는 없게 하고 싶다는 생각이 간절합니다. 

휴모트의 모토인 <사람을 행복하게 하는 기술>은 이런 게 아닐까 생각합니다.  

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지난 글에 이어서 TinyTEG의 작동 영상을 소개합니다. 


이번에 만든 샘플 모듈은 가로x세로가 약 5cm x 6cm 정도입니다. 크다면 크고 작다면 작습니다. 

물론 실제 적용할 기기의 크기나 스펙에 따라서 이보다 더 작고 얇게 만들거나 더 크고 두텁게 만들 수도 있습니다. 




< TinyTEG 열전발전 모듈>


앞서 말씀드린 것처럼 열전발전은 두 지점 간의 온도차를 이용해서 열을 전기로 바꾸는 방식입니다. 바로 '제베크 효과'(Seebeck Effect)라고 하죠. TinyTEG도 제베크 효과를 이용해서 만든 모듈입니다. 

TinyTEG에는 배터리도 없고 연결된 전원도 없습니다. 순전히 온도차만으로 전기를 생산해 전구를 밝힙니다. 


백문이 불여일견!, 아래 작동 영상을 보시면 이해가 빠를 겁니다. ^^ 






위 동영상을 보시면 손이나 냉수만으로도 불이 들어오는 것을 확인할 수 있습니다. 그리고 모듈을 뒤집으면 불이 꺼지는 걸 볼 수 있습니다. 앞서 말씀드린 것처럼 이것은 온도차를 이용한 발전방식이기 때문에 앞뒷면의 온도차가 줄어드면 전자의 움직임도 줄어들면서 열전발전도 멈추게 되기 때문입니다. 


이미 이런 종류의 열전소자는 국내외에서 구입해서 사용할 수 있습니다. 그런데, TinyTEG가 기존에 나와 있는 열전발전 모듈(또는 소자)과 차이점이라면, 열을 전기로 바꾸는 과정에서 발생하는 열 손실을 최소화하고, 모듈 내부에 전압을 증폭시켜주는 부스터가 내장돼 있어서 수 밀리볼트(mV)를 수 볼트(V)까지 바로 승압해준다는 점입니다. 또한 낮은 온도차(5도)에서도 전기를 생산할 수 있다는 것도 중요한 차이점입니다. 

그래서, 열 온도차가 크지 않은 환경이나 작은 센서에도 전기 공급이 가능해 바로 적용이 가능하다는 것이 가장 큰 장점이고 경쟁력입니다. 


집, 사무실, 공장, 아파트, 발전소, 산간오지, 험지 등 어떤 다양한 환경에서도 배터리 충전이나 교체, 전원 연결의 고민없이 손쉽게 기기를 장착하거나 무선센서 네트워크를 구축할 수 있습니다.  




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“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.  








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제품 개요 


본 시스템은 고밀도의 자력성형장치로 하중, 자력, 온도라는 세가지 요소를 PC로 프로그래머블하게 제어할 수 있어, 고객의 다양한 요구에 대응할 수 있다.
특히 당사의 핵심기술인 프로그래머블 온도제어와 급속냉각기능을 탑재하여 자력 실리콘 성형공정에 최적화 되어 있다. 또한 제품의 로딩과 언로딩을 자동으로 처리하기 때문에 비용과 시간의 절감, 완성도 향상 등 기존 비용은 줄이면서도 생산성을 대폭 높일 수 있다.



주요 사양


 Content

 Specification

 Remark

 Dimension(mm)

 1,000(W) X 1,800(D) X 1,940(H)

 

 York Dimension

 Ø 150mm

 

 Magnetic Range

( Air Gap_Center)

 18,000G @ 20mm

 Magnetic Uniformity FS±5%

 Heating Time

(30 -> 150°C)

 210 Sec 

(Spec : Cu alloyØ 100  20T Center)

 

 Cooling Time

(150 -> 30°C)

  90 Sec

(Spec : Cu alloyØ 100  20T Center)

 

 Coil Cooling Type

 Water (Coolant : Insulate Oil)

 

 H/B Block Cooling Type

 Water (Coolant : P.C.W)

 

 Control  Type.

 PLC Control (Touch Panel)

 

 P.C.W  Range.

 17~20°C, 3~5Kg/Cm2, 40LPM

 

 Weight

 2,000 Kg

 

 Power

 3Ø 220V 18kW

 




Magnetic Uniformity (±50mm)

Magnetic  Power Level Test Data










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