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손오공도 울고 갈 에너지, ‘Actricity’

에너지 낭비로 느껴지는 운동

?잦은 야근과 주말 약속으로 체력 고갈에 시달리는 직장인 A씨. 기초체력을 길러보고자 운동을 시작했지만 효과를 보기는커녕 피곤하기만 하다. 운동을 꾸준히 해야 성과가 있다는 걸 알지만 지금 당장은 운동으로 인한 에너지 소모가 더 피곤하게 만드는 것 같아 고민이다.

?이처럼 운동으로 인한 효과를 기대하고 시작하는 사람들이 많지만 가시적인 성과가 확실하지 않아 금방 지치는 게 다반사다. 운동으로 인한 에너지 방출. 보다 가시적으로, 보다 효율적으로 활용할 순 없을까?

 

내 움직임이 전기를 만든다. ‘Actricity’

Activity + Electricity =Actricity

?일본의 애니메이션 ‘드래곤볼’의 주인공 손오공은 악당과 싸울 때 ‘원기옥’을 필살기로 내세운다. 원기옥은 주위에 흩어져 있는 기(氣)를 모아서 하나의 거대한 에너지로 만들어 적을 공격하는 것이다. 그러나 이제 더 이상 원기옥은 손오공만의 필살기가 아니다. 간단한 압전효과(압력을 가하면 전기가 발생하는 원리)를 이용해 우리가 움직이면서 생기는 에너지를 모아 전기 에너지로 전환할 수 있다. ‘Actricity’를 통해 손오공처럼 작은 에너지, 주위의 힘을 모아 원기옥을 발산해보자.

[youtube]http://youtu.be/xoewlHwI3U4[/youtube]

?춤추는 동시에 환경을 보호하는 일거양득 클럽의 시대가 열렸다. 춤추는 사람들이 인간 발전기 역할을 하면서 전기를 만들어내는 ‘그린 댄스’ 프로젝트가 진행 중이기 때문이다. 네덜란드 한 환경 단체(Enviu)를 주축으로 로테르담에서 문을 연 클럽의 정식 명칭은 ‘Sustainable Dance Club’. 댄스 플로어에서 춤을 출 때 발생하는 운동 에너지를 모아 전기로 바꾸는 장치가 갖추어져 있다. 춤을 추는 진동이 바닥 아래 막을 자극하면 연동된 작은 회전체를 회전시켜 전기를 만들어낸다. 춤을 격렬하게 출수록 생산되는 전기는 늘어난다. 설립자 D?ll은 젊은이들에게 친환경 메시지를 전달할 수 있는 방법을 찾다가 이 클럽을 생각하게 됐다. 한해 평균적인 클럽 한 곳(1주 3회 개장 기준)이 소비하는 전력량은 4인 가족이 쓰는 전력량의 150배나 된다.

?뿐만 아니라 ‘SDC’는 지붕에서 모은 빗물을 태양열로 가열해 온수로 쓰고, 고효율 발광다이오드(LED) 전구를 내부 조명으로 쓴다. 음향 역시 고대 로마 극장식의 설계로 작은 소리도 크게 증폭되게끔 해 스피커 볼륨을 키울 필요가 없다. 심지어 땀 등 내부 습기까지도 자연 냉각을 거쳐 변기용 물로 재활용된다. 이 클럽은 상당한 투자자본이 필요하지만 유지비는 60% 가까이 절약된다. 관계자는 “이 클럽의 핵심은 이용자들이 (친환경 설계와) 상호 작용을 일으키는 것”이라며 사람들이 춤을 추며 서로 친해질 뿐만 아니라, 에너지를 덜 쓰는 친환경이 ‘멋진’ 것이라는 생각을 서로 나눌 것을 기대한다.

?최근 미국 Wisconsin대학의 Ashley Taylor 와 Tom Krupenkin 교수 연구진이 신발에 장착해 사람이 걸으면서 모바일 기기 충전이 가능한 기술을 공동으로 개발하였다. 이는 걸으면서 생기는 열 손실을 막아 전기에너지를 만든다. 신발 안에 설치하는 ‘InStep NanoPower’ 는 Galinstan(주로 온도계 등에 쓰이는 액체 금속의 종류)를 사용해 걸을 때의 운동에너지를 전기에너지로 변환시킨다. 신발 깔창부분에 수천 개의 전도성 물방울로 이뤄진 장치를 통해 사람이 걸을 때 생기는 동력이 물방울을 함께 움직이며 미세한 액체방울을 전류로 바꿔주는 것이다. 최대 20와트까지 생산 가능하다. 두 시간정도 걸으면 휴대폰 충전이 완료되며 배터리 수명이 10배 더 길어질 것으로 전망된다. 연구진은 휴대전등, 휴대폰, 라디오부터 노트북까지 모든 종류의 휴대용 기기가 충전가능 할 것으로 기대하고 있으며, 특히 행군을 많이 하는 군사용으로 활용 가능성을 크게 보고 있다.

[youtube]http://youtu.be/UijmJ9wR88w[/youtube]?

?과속방지턱은 도로 곳곳에서 자주 만날 수 있으며 자동차는 과속방지턱을 넘어가며 충격을 가하게 된다. 자동차가 과속방지턱을 넘는 과정에서 발생해 버려지는 운동에너지를 수확해 전기에너지로 변환한다면 어떨까. 미국의 New Energy?Technologies가 과속방지턱을 이용하는 운동에너지 회복 장치, 모션 파워 익스프레스(Motion Power Express)를 개발했다. 이 장치는 자동차가 과속방지턱을 넘는 과정에서 발생하고 버려지는 운동에너지를 수확해 전기에너지로 변환하는 역할을 한다. Motion Power Express는 과속방지턱뿐만 아니라 고속도로 톨게이트, 휴게소, 주차장, 교차로 등 자동차가 시속 24㎞ 이상의 속도로 빠르게 움직이다가 정지를 위해 속도를 급격하게 줄이는 곳에서 전기를 생산할 수 있다.

?Motion Power Express를 설치한 뒤 전기 에너지 생산량을 측정한 결과 6시간 동안 580대의 차량이 지나가면 미국의 평균적인 가정집 한 곳에서 사용하는 하루 전기량을 공급하는데 충분한 것으로 나타났다. 이 같은 전기에너지를 생산하는 과속방지턱 하나를 설치하는 데는 1500~2000달러의 비용이 들며. New Energy Technologies는 2~3년 이내에 투자비용을 모두 회수할 수 있을 것으로 보고 있다.

?우리나라 고속도로 총 길이는 3,211km(민자 포함시 3,447km)이다. 이는 지구의 반지름(6,400km)의 절반이며, 우리가 살고 있는 한반도 남북 총길이(1,100km)의 3배나 된다. 현재 우리나라 고속도로 부지면적은 모두 8,151만평이다. 이는 여의도(254만평)의 33배이며 서울시(1억 8,341만평)의 절반이다. (한국도로공사, 2009) 이러한 기술이 상용화 될 경우 우리나라는 지구 반지름에 육박하는 길이를 에너지 발전소로 사용할 수 있게 되는 셈이다.

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‘Actricity’의 범위를 확장하자.

사람, 기계, 자연 등
모든 범위에서 에너지를 모으다!!

?앞서 제시된 세 가지 사례는 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 Actricity가 가진 대체 에너지의 충분한 가능성을 입증한다. 에너지 변환의 효율 문제만 해결된다면 저전력 계통의 전원으로 아주 유망하다. 인간이 편리를 위해 만들어낸 기계는 하나의 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환시켜준다. 하지만 에너지 형태의 전환 과정에서 에너지의 일부가 버려지게 된다. 예를 들어 선풍기는 전기 에너지를 풍력 에너지로 전환시켜주지만 변환과정에서 선풍기의 모터를 통해 진동과 열의 형태로 에너지를 낭비하게 된다.

?이러한 에너지 낭비는 사람 역시 마찬가지다. 사람이 움직이거나 대화하는 순간에도 열 에너지와 운동에너지의 낭비가 일어난다. 자연계 역시 태양광, 지열, 파도, 바람 등 항상 버려지는 에너지가 존재한다.

 

움직이는 모든 것이 발전소가 되는, ‘Actricity’
그 시장가치는 무한하다.

?도입부에 제시된 직장인 A씨의 해결책은 간단했다. A씨가 ‘Actricity’를 통해 운동에너지에서 전환된 전기에너지로 러닝머신을 이용하고 이 때 감소한 전력사용량 만큼 헬스장에서 보상하는 방법으로 해결할 수 있다. 그렇게 된다면 A씨는 헬스장으로부터 받는 가시적이고 직접적인 보상과 더불어 환경보호 동참이라는 심리적 보상으로 운동에 대한 지속적인 강화를 받게 된다. 헬스장 또한 친환경 운영에 ‘Actricity’활용으로 전기세 감소의 효과까지 얻을 수 있으니 모두에게 win-win인 셈이다.

?움직임이 필요 없는 수면 중에도 사람은 끊임없이 움직인다. 잠자는 동안에는 숨쉬기, 심장박동, 혈액순환 등 모든 움직임이 낭비에너지가 되는 셈이다. 이 모든 것을 ‘Actricity’로 이용할 수 있다. 입과 코에 마스크를 연결해 숨 쉬면서 발생하는 열과 풍력을 이용해 휴대폰을 충전할 수도 있고, 심장 박동의 운동에너지를 이용해 mp3를 충전할 수도 있다. 뿐만 아니라 걸을 때마다 반동으로 흔들리는 팔의 에너지로 전자 손목시계를 충전해도 좋다.

?Motion Power Express가 자동차의 속력의 변화로 에너지를 얻었다면 급제동, 급발진이 핵심인 놀이동산의 놀이기구들은 최고의 발전소가 될 수 있다. 경마장, 축구·야구 경기장 역시 마찬가지이다. 롤러스케이트, 자전거의 진동에너지와 헬멧을 연결해 경고등을 밝힌다면 아이들의 안전에도 기할 수 있다. 심지어 우산에 떨어지는 빗방울, 행사장 스피커의 진동도 에너지원이 되는 셈이다. 움직임을 끌어 모으자. 그 무엇보다 효율성 좋은 대체에너지를 발견하는 순간이다.

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