마르지 않는 내 몸안의 그린 에너지...인간동력 특허 출원 동향

마르지 않는 내 몸안의 그린 에너지...인간동력 특허 출원 동향: 편집국 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2009-04-07 16:24:12

△ 연구보

우리나라 국민이 모두 동시에 페달을 돌려 발전을 한다면 화력발전소 몇 기를 대체할 수 있을까? 무려 36기를 대체할 수 있고, 따라서 그만큼의 화석연료 사용과 온실가스 배출량을 줄일 수 있다.

사람의 힘만으로 하늘을 날고자 했던 레오나르도 다빈치의 비행기계, 주변에서 흔히 볼 수 있는 자전거, 열심히 페달을 밟아야만 볼 수 있는 TV에 이르기까지 인간의 몸으로부터 동력을 얻고자 하는 시도는 인류 문명만큼이나 오래된 것이다.

그러나 기계화, 자동화, 인공지능 같은 단어들을 기술 문명의 발전으로 받아들이는 현대사회에서 「인간동력」이란 괴짜 발명가들의 취미 정도로 여겨져 왔고, 현대인의 근육은 점점 헬스클럽에서만 사용되는 퇴화기관이 되어가고 있다.

최근 들어 “저탄소 녹색성장”을 국가 발전의 비전으로 제시한 정부 발표에서 보듯이 지구 온난화와 석유 자원 고갈 문제에 직면한 화석연료 사용을 줄이고 환경 친화적이고 지속 가능한 에너지원을 확보하기 위한 노력이 전방위적으로 이루어지고 있다.

잘 설계된 장치를 이용할 경우, 사람의 근력만으로도 1마력 이상의 동력을 발생시킬 수 있다고 알려져 있고, 이를 우리나라 인구인 4,900만명에 곱해보면 약 3,600만 kW인데, 이는 우리나라 최대 화력발전 단지인 보령화력발전단지의 신형 발전소 1기의 발전용량인 100만 kW 36배에 해당하는 실로 엄청난 에너지이다.

최근 화석연료나 전기를 사용하는 대신 이 무시할 수 없는 「인간동력」을 이용해 기계를 작동시키고 나아가 발전까지 하고자 하는 진지한 시도들이 이루어지고 있다.

특허청(청장 고정식)에 따르면 국내에서는 2007년까지 지난 20년 동안 「인간동력」을 이용하여 전기를 생산·이용하는 것에 관한 특허출원은 242건이 이루어졌고, 5년 단위로 보면 88~92년 2 건, 93~97년 9건, 98~02년 110건 03~07년 121건으로 98년 이후 대폭 증가하였으나 대부분 개인의 출원으로서 기업차원의 연구개발은 부족한 실정이다.

「인간동력」장치들은 크게 인간의 근력을 적극적으로 이용하는 발전 장치, 보행 등 일상생활중 무의식적으로 발생 되는 「기생전력」을 이용하는 장치, 리모콘과 같은 저전력 기기의 전지 대용 전원으로 사용하는 장치 등으로 나누어 볼 수 있는데, 2007년까지 지난 20년 동안의 출원을 살펴보면 근력을 이용하는 장치가 139건(57.4%), 기생전력을 이용한 장치 90건(37.2%) 저전력 기기가 13건(5.4%)이다.

인간동력 관련 특허 출원을 살펴보면 재미있고 기발한 발명들이 많은데 몇 가지를 살펴보면 아래와 같다.

먼저 근력을 이용한 발전 장치를 살펴보면, 페달을 돌려 전력이 발생해야만 작동하는 게임기, 회전력을 이용하여 발생된 전기로 LED를 점등하는 훌라후프, 압전소자를 이용하여 사람이 뛰거나 춤을 추면 전기를 발생시키는 뜀틀 같은 운동기구 겸용 발전장치 및 수동식 라디오, 손전등, 휴대전화 같은 자가발전 기기 등이 있다.

일상생활에서 발생하는 기생전력을 이용하는 장치들의 경우는 걸을 때 생기는 상하좌우의 움직임을 전기로 바꿔주는 배낭형 발전기, 보행시 생기는 전기를 보온 또는 충전용으로 사용하는 신발 발전기, 계단이나 바닥에 설치되어 사람들의 보행에 의한 압력 변화를 전기로 변환하여 저장하는 장치, 호흡시 변동하는 흉압 또는 복압을 이용하여 휴대전화기를 충전하는 장치, 시끄러운 곳에 설치하여 소리를 전기로 변환하는 장치 등이 있다.

버튼을 누르거나 마우스를 움직이는 동작으로부터 압전소자를 이용한 소량의 전기를 발생시켜 리모콘, 무선 키보드, 무선 마우스와 같은 저전력 기기들의 전원으로 사용하는 발명의 경우는 환경오염을 일으키는 건전지의 사용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 특허청에서는 최근 지재권 선진국가로서 국제사회에서의 역할을 정립하고 국가 브랜드를 강화하기 위해, 개도국의 지역 공동체 기술수준으로도 자체 운용 및 관리가 가능하면서 직접적인 생활 개선 효과가 큰 최적기술을 발굴하고 관련기술 정보를 보급하는「최빈국 생존형 최적 기술정보 제공사업」을 추진중에 있다. 전력, 수도, 통신 등의 인프라 및 자체 기술 수준이 열악한 최빈국의 상황을 고려해 인간동력 장치가 「최빈국 생존형 최적 기술정보 제공사업」의 주요 보급 기술이 될 것으로 예상된다.

특허청 관계자에 따르면 “최근 전세계적으로 환경보호 및 재생 가능 에너지에 대한 관심이 증대함에 따라 인간동력 장치에 대한 상업적 시장이 본격적으로 형성되는 초기 단계에 있으므로 국내에서도 에너지 절약, 환경보호, 건강증진의 일석삼조 그린 에너지 「인간동력」에 대한 기업차원의 기술개발 및 출원이 활발하게 이루어지고, 「인간동력」이 미래 그린 에너지의 한 축으로 당당히 자리 잡을 것으로 전망된다”고 한다.