자가 구동 스마트 농업 IoT 응용을 위한 회전형 하이브리드 나노발전기

– 본 연구에서는 자연풍이나 물의 흐름과 같은 물리 적 힘을 통해 전기 에너지를 수확할 수 있는 독창적 구조를 갖 는 회전형 하이브리드 나노발전기를 제작 및 평가하였다. 제작 된 회전형 하이브리드 나노발전기는 자연풍이나 물의 흐름으로 부터 발생하는 회전운동에 의해 영구자석이 회전하고, 이러한 영구자석의 움직임을 통해 마찰전기 나노발전기 및 전자기유도 발전기가 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구조로 설계 되었 다. 제안된 회전형 하이브리드 나노발전기의 마찰전기 나노발전 기 및 전자기유도 발전기는 각각 600 rpm의 회전 조건에서 166 V의 개방회로 피크 전압, 1000 rpm의 회전 조건에서 7.25 V의 피크 전압을 출력했다. 제작된 회전형 하이브리드 나노발전기는 500 rpm의 회전 조건 및 2 kΩ의 부하저항에서 40.65 mW의 최 대 피크 전력을 전달하였다. 제안된 회전형 하이브리드 나노발 전기를 이용해 100 μF의 커패시터를 충전하는 실험을 진행하였 고, 3초 만에 3.9 V의 전압을 충전하고, 80초 동안 17.2 V까지 충전하는 데 성공하였다.

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