기술독해	에너지 수확 기술	□월 □□일

※다음 글을 읽고 물음에 답하시오.

우리 주변에는 무심코 흘려버리는 진동 에너지, 열에너지, 빛 에너지 등이 많다. 이러한 에너지를 놓치지 않고 다양한 장치을 이용하여 전기에너지로 바꾸는 기술을 ‘에너지 수확(Energy Harversting) 기술’이라고 한다. 주변의 에너지가 다양하듯 에너지 수학 기술 역시 다양하다. 진동 에너지는 압전 효과, 정전 효과, 전자기 효과 등을 이용하여 전기 에너지로 변환되고, 열에너지는 열전 효과를 이용하여 전기 에너지로 변환되며, 빛 에너지는 광전효과를 이용하여 전기 에너지로 변환된다. 이 중 현재 널리 개발되고 있는 기술은 진동에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이다.

진동 에너지 수확 기술은 변환 방식에 ᄄᆞ라 ㉠압전 효과 방식, ㉡정전 효과 바익, ㉢전자기 효과 방식으로 나누어진다. 압전 효과 방식은 진동에 의해 압력이 발생하면 전기가 유도되는 현상을 이용하는 것으로 에너지 변환 효율이 가장 높고 초소형 장치부터 대형 장치에 이르기까지 응용 범위도 매우 넓다. 현재 세라믹이나 전기 활성 고분자(EAP)를 열전 재료로 사용하는 기술이 개발되어 사용되고 있다. 정전 효과 방식은 진동에 의해 정전기가 발생하여 전기가 유도되는 현상을 이용한 것으로 에너지 변환 효율이 압전 방식에 비해 낮지만 초소형화에 유리한 장점이 있다. 마지막으로 전자기 효과 방식은 진동에 의해 전자기 유도가 발생하면 전기가 유도되는 현상을 이용하는 것으로 에너지 변환 효율이 낮으며 초소형화가 어려운 단점이 있다.

진동 에너지 수확 기술은 사용자가 컴퓨터나 네트워크를 의식하지 않고 시간과 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 유비쿼터스 환경처럼 여러 장치들이 무선으로 연결되어야 하는 경우에 많이 활용되고 있다. 에너지 수확기가 장착된 장치는 자체적으로 발전을 하지 않아도 된다. 그에 따라 경제적 부담과 환경에 끼치는 피해를 줄일 수 있으며 이용의 편리성도 도모할 수 있다. 실례로 일본의 한 미술관은 음성 안내용 스위치에 에너지 수확 기술을 적용했다. 전시물의 배치를 수시로 바꿔야 하는 미술관은 전원 선을 설치하 는것이 적지않은 부담인데, 에너지 수확기술을 적용한 무선 스위치로 비용을 절감하고 편리성을 도모한 것이다.

현재 에너지 수확 기술의 단점으로 전력 발전량이 적으며 에너지 출력이 불연속적인 것을 들 수 있ㄷ. 최근에 전원 회로의 성능이 급속히 향상되고 고효율 저전력 집적 회로가 개발되어 저전력으로 구동이 가능한 장치들이 실용화됨에 따라 전력 발전량이 적은 문제는 극복이 되고 있다. 그러나 에너지 출력이 불연속적인 것은 아직도 해결해야할 문제이다. 주위의 진동 에너지원이 제거되면 저장되어 있는 에너지가 소멸될 경우 더 이상 출력이 이루어질 수 없는 것이다. 그래서 무선 센서 네트워크 시스템처럼 센서가 모은 데이터를 간헐적으로 송신하면 되는 경우에는 별다른 문제가 없지만, 지속적이고 안정적인 에너지의 공급을 필요로 하는 장치들의 경우에는 에너지 수확 기술을 적용해 실용화하는 데에 어려움이 있다. 이러한 문제가 해결되면 에너지 수확 기술의 활용 분야는 더욱 넓어질 것이다.

열전 효과 : 두 개의 다른 물질 접합부에서 온도차가 생기면 전류가 발생하는 효과

광전 효과 : 금속의 등의 물질에 일정한 진동수 이상의 빛을 비추었을 때, 물질의 표면에서 전자가 튀어나오는 현상

유도 : 사람이나 울건을 목적한 장소나 방향으로 이끔.

구동 : 독작을 가하여 움직임.

간헐적 : 얼마 도안의 시간 간격을 두고 되풀이하여 일어나는 또는 그런 것.

윗글에서 언급되지 않은 것은?

에너지 수확 기술

무심코 흘려버릴 수 있는 진동 에너지, 열 에너지, 빛 에너지 등을 활용해 전기 에너지를 얻는 기술인 ‘에너지 수화기술에 대해 설명한 뒤, 현재 가장 널릴 개발되고 있는 에너지 수확 기술인 진동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 기술에 대해 소개하고 있다. 진동 에너지 수확 기술은 변환 방식에 따라 압전 효과 방식, 정정 효과 방식, 전자기 효과 방식으로 나뉘며, 응용 장치의 크기가 에너지 변환 효율의 측면에서 각기 장단점을 가지고 있다. 진동 에너지 수확 기술은 에너지 출력의 불연속성과 같은 문제를 해결해야 할 과제가 남아 있지만, 이 문제가 해결되면 현재보다  그 활용분야에 더욱 넓어질 것이다.

주제 : 진동 에너지 수확 기술의 종류와  활용 분야

세부 정보의 이해

이 글은 진동 에너지 수확 기술에 대해 설명하고 있다. 진동 에너지 수확 기술은 변환 방식에 따라 압전 효과 방식, 정전 효과 방식, 전자기 효과 방식으로 나누어 설명하고 있으며, 진동 에너지 수확 기술의 활용 분야, 당면 과제, 전망 등도 제시하고 있다. 그러나 에너지 수확 기술의 발전 과정은 언급되지 않았다.

②

① 에너지 수화 기술의 개념

② 에너지 수확 기술의 발전 과정

③ 진동 에너지 수확기술의  과제

④ 진동 에너지 수확 기술의 활용 분야

⑤ 진동 에너지 수확 기술의 에너지 변환 방식

【근거】EBS 고등예비과정 국어

윗글을 읽은 후에 보인 반응으로 적절하지 않은 것은?

반응의 적절성 평가

현재 진동 에너지; 수확 기술의 단점으로 전략 발전량이 적으며 에너지의 출력이 불연속적인 것을 들 수 있다. 따라서 에너지 수확 기술을 이용하면 지속적인 전력 생산이 가능하다고 반응하는 것은 글의 내용을 잘못 이해한 것이다.

⑤

① 에너지 수확 기술이 일사의 여러 분야에 적용되어 활용되면 에너지 이용 효율이 높아지겠군.

② 에너지 수확 기술로 우리 몸의 체온을 이용해서 전기를 생산할 때는 열전 효과가 이용되겠군.

③ 에너지 수확 기술이 장착된 장치는 외부 전원이 필요하지 않아 설비가 간편한 점이 있겠군.

④ 에너지 수확 기술의 전력 발전량이  적은 문제는 고효율 저전력 집적회로로 보완할 수 있겠군.

⑤ 에너지 수확 기술을 이용하면 지속적인 전력 생산이 가능해 에너지를 안정적으로 확보할 수 있겠군.

【근거】EBS 고등예비과정 국어

㉠-㉢에 대한 설명으로 적절한 것은?

정보 간의 관계 이해

㉠은 초소형 장치로부터 대형 장치에 이르기까지 응용 범위가 넓으며, ㉡은 초소형화에 유리하다. 그,런데 ㉢은 초소형화하기가 어려운 단점이 있다. 따라서 ㉠, ㉡은 ㉢에 비해 초소형화 장치에 적용하는 것이 수월하다고 할 수 있다.

③

① ㉠은 마찰에 의해 전기가 유도되는 현상을 이용한다.

② ㉡은 세라믹이나 전기 활성 고분자를 이용해 실용되어 있다.

③ ㉠, ㉡은 ㉢에 비해 초소형 장치에 적용하는 것이 수월하다.

④ ㉠, ㉢은 ㉡과 달리 진통을 에너지원으로 활용해 전기를 생산한다.

⑤ ㉡, ㉢은 ㉠에 비해 에너지 변환 효율이 높아 활용 분야가 많다.

【근거】EBS 고등예비과정 국어

윗글을 읽기 전에 <보기>의 ‘무선 초인종 송신기’에 사용된 진동 에너지 수확 깃굴이 어떤 것인지 의문을 품었는데 윗글을 읽으면서 그 답을 구했다. 그 답을 쓰시오.

구체적 사례에 적용

<보기>의 무선 초인종은 송신기를 누르면서 발생하는 압력으로 초인종 내의 자선과 코일의 위치가 변경되어 일어나는 전자기 유도 현상을 이용한 것이다. 전자기 유도 혀상을 이용하여 에너지를 어든 방식은 전자기 효과 방식이다.

전자기 효과 방식

건전지를 사용하지 않는 무선 초인총의 활용이 늘고 있다. 무선 초인종의송신기를 누르면서 발생하는 압력으로 초인종내의 자석과 코일의 위치가 변화된다. 그러한 전자기 유도 현상이 일어나 전기가 발생됨으로써 신호를 송신할 수 있게 된다. 별도의 건전지 없이 반영구적으로 사용되는 것이  가능하다.

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【근거】EBS 고등예비과정 국어