예텍, 자가충전 전원차단 장치 특허 획득
IT/과학 2021/03/17 11:40 입력 | 2021/03/17 11:44 수정
자가충전 전원차단 장치
5V 전압으로 슈퍼커패시터(5.5V, 1F)가 충전되고, 외부전원이 차단되면 슈퍼커패시터에 저장된 전하에 의해서 스마트폰과 블루투스 페어링
[디오데오 뉴스] 기존의 제품이 꺼진 상태로 플러그만 연결돼 소비되는 이른바 대기전력보다 최대 10배 이상의 통신 네트워크 대기전력을 제로에 가깝게 차단해 주는 대기전력 차단장치가 개발돼 시선을 끌고 있다.
전기 공급 및 제어 장치 전문 중소기업 예텍은 플러그를 뽑지 않아도 네트워크 대기전력을 ‘0’에 가깝게 차단해 주는 자가충전 전원차단 장치의 특허를 획득했다고 17일 밝혔다.
이 장치는 대기전력 분야의 최고 권위자, 앨런 마이어(Alan Meier) 박사가 발표한 ‘대기전력 0W의 가상시스템(0-watt EPS) 이론’을 토대로 에너지 하베스팅을 할 수 없는 환경에서도 네트워크 대기전력이 실질적으로 ‘0’에 가깝도록 개발된 기술로 인류의 최우선 과제인 전력난을 해소하고 지구 온난화를 막는 친환경적인 기술로 시장의 이목이 집중되고 있다.
예텍에 따르면 자가충전 전원차단 장치는 에너지 저장장치인 슈퍼커패시터에 전력을 충전하고 대기모드 시 슈퍼커패시터가 대기 전력이 필요한 곳에 전력을 공급하도록 하고 정해진 시간이 되면 슈퍼커패시터가 재충전되도록 제어됨으로써 외부전원을 차단하고도 사물인터넷(IoT) 기기의 통신이 가능하여 네트워크 대기전력을 기존 대비 수백분의 일 수준으로 줄일 수 있다.
간단히 말하면 슈퍼커패시터에 충전되는 전력이 대기모드 시 기기의 대기전력이 되도록 하는 장치이다.
업체 관계자는 “단 3가지 부품 추가로 기기의 전원 인입라인에 간단하게 전원차단 장치를 설치하면 된다. 통신을 하면서도 실제 전원을 차단하는 것으로 세상에서 장착하지 못할 기기는 없다. 이 기술은 기업이라면 다 아는 쉬운 기술이다”라고 설명했다.
포토트라이악 커플러(ssr)는 직류 입력 교류 통전하는 반도체 스위치이고, 트라이악은 큰 교류전기를 도통하기 위한 스위치이고, 슈퍼커패시터는 전기를 저장하였다가 방출하는 일종의 배터리이며 반영구적으로 사용이 가능하다. 따라서 한번 장착하면 기기의 수명이 다할 때까지 유지나 보수비용이 들지 않는다.
예텍은 이 장치를 통해 매년 수천억 원씩 낭비되고 있는 대기전력을 줄일 수 있다고 설명했다.
한국전기연구원이 조사한 ‘2011년 전국대기전력 실측 결과’에 따르면 가정 내 대기전력으로 낭비되는 전력이 연간 4천200억 원에 이른 것으로 파악됐다. 이는 500㎿급 화력발전소 1기가 한 해 동안 생산하는 전력량과 맞먹는 수준이다. 가정 내 대기전력의 총량이 다양한 전기기기의 보급과 사물인터넷 기기의 증가로 크게 변하지 않았다면 예텍이 개발한 자가충전 전원차단 장치를 가정 내 모든 전기기기에 탑재하면 매년 화력발전소 1기식 전기기기의 수명이 5~10년을 감안하면 최대 화력발전기 10기의 에너지를 절감할 수 있는 셈이라고 예텍은 전했다.
자가충전 전원차단 장치를 통신 네트워크 기능을 갖춘 제품에 사용할 경우 기기당 대기전력은 0.00689Wh로 나타났다. 슈퍼커패시터(5.5V, 1F)를 10초 동안 충전을 한 후 외부전원을 차단하면 14분 50초 동안 슈퍼커패시터가 방전하면서 마이크로 컨트롤러, 블루투스 장치 등 필요한 곳에 전력을 공급한다. 1시간 페어링하기 위해서는 10초 충전 4번 즉 40초 충전하면 되고 59분20초 동안 전원을 차단한다. 1초당 측정된 평균 충전전력은 620.3mW이다. 따라서 슈퍼커패시터의 40초 충전 전력량이 기기의 대기전력이 되는 것이다.
620.3mW x 40sec x 1h / 3600sec ≒ 6.89mW =0.00689Wh
네트워크 기능이 없는 일반 전자기기에 사용할 경우 10초 충전으로 외부 전원의 공급 없이 3시간 30분 동안에 전자식 스위치 방식으로 ON/OFF를 할 수 있다. 이때 소모되는 대기전력은 기기당 0.000492Wh 수준으로 사실상 대기전력을 완전히 차단하는 '대기전력 제로' 기술이다.
실험 결과, 예텍의 자가충전 전원차단 장치를 사용하면 일일이 가전제품들의 전기 플러그를 뽑지 않아도 일반 가정 기준(평균 IoT 기기 포함 18개 전자기기 사용)의 대기전력은 0.04Wh로 나타났다. 이는 예텍의 장치를 사용하지 않는 일반 가정의 평균 대기전력 25Wh보다 625배 적은 양이다. 일반적인 대기전력 차단 제품의 1개당 자체 대기전력이 0.2~0.4Wh인 점을 고려해도 10분의 1 수준이다. 연간 전기료로 환산하면 4만5백 원가량을 절약할 수 있는 건데, 일반 전자기기의 수명이 5~10년에 이르는 점을 감안하면 많게는 한 가정당 40만5천원을 아낄 수 있다.
예텍 관계자는 “자가충천 전원차단 장치는 기기당 보급형으로 1천 원 안팎의 설치비용이 들지만, 가정과 국가, 기업, 환경에 엄청난 이익이 될 것”이라며 “IoT 세상에서 네트워크 대기전력난 해소와 지구온난화 문제를 해결하기 위해서라도 국가와 기업, 나아가 세계가 필요할 때만 전원을 이용하고 그 외는 전원이 차단되는 장치를 IoT 기기에는 반드시 부착해야 전력 낭비 없는 IoT 세상이 될 수 있다”고 말했다.
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