일반기술

차량 주행 진동 에너지를 이용한 굴곡 도로 노면결빙 방지 시스템

동절기 강설, 강우로 인한 도로 결빙시, 노무인력에 의한 모래, 염화칼슘 도포에 따른 제빙제설작업은 동원 가능한 노무인력수, 작업환경 및 시간 등의 제약에 의해 효과적인 방제작업에는 한계가 있으며, 이로 인한 동절기 차량사고가 증가하고 있음. 스마트 재료의 일종인 압전 세라믹(piezoelectric ceramics)은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 직접 변환이 가능하며, 다양한 종류의 Energy Harvesting 시스템에 적용되고 있음. 도로에 압전장치와 축전기 및 전기열선을 매설하여 차량의 통행시 가해지는 진동 및 압력에 의해 전력을 발생시켜 주위 LED 또는 전기열선에 전원을 공급함으로써 동절기 도로가 결빙되는 것을 방지하는 노면결빙 방지 시스템을 통하여 노무인력 및 작업환경의 제약을 극복할 수 있는 동절기 스마트 도로교통 방제시스템 구축이 가능함. 차량 통행시 발생되는 연속적인 진동 및 압력에너지를 전기에너지로 변환 가능한 압전장치와 발생된 전기에너지를 저장하는 축전기 및 결빙 방지용 전기열선을 도로에 매설함으로써 별도의 동력원을 사용하지 않는 노면결빙 방지 시스템의 구현이 가능. 전기열선과 병행하여 LED와 같은 발광장치를 함께 매설하여 압전장치에 의해 발생된 전기에너지를 공급함으로써 노면결빙 방지 시스템과 동시에 강설, 강우와 같은 악천후 시 주야간 도로의 경계표시 수단으로도 활용가능. 압전장치, 축전기 및 발광장치로 구성된 경계표시 시스템은 도로뿐만 아니라 하천 및 해상에 설치하여 조력 및 파력 에너지를 이용한 자가발전 수상 부표 시스템으로 적용 할 수 있음. 중앙정부 및 지방자치단체, 한국도로공사 및 도로안전시설물 관련 기관, 교통 시스템 관련 기관 등 국가 조달사업 및 SOC 구축사업 참여 가능응용범위 동절기 노면결빙 방지 시스템, 차선 및 도로 경계 표시 시스템, 도로 안내 표지판 발광시스템 등 다양한 분야의 스마트 교통정보 시스템으로 응용 가능함. 별도의 동력원을 사용하지 않고 주변 환경에 산재되어 있는 진동압력 에너지를 이용하는 Energy Harvesting 기술을 사용함으로써 육상은 물론, 하천 및 해상 교통 정보 시스템에 적용 가능.