Self-Powered Cold Chain Delivery Bag
바람이,
배달음식을 지킨다
오토바이의 주행풍을 정폭삼각기둥 회전배너로 받아 전기를 만들고, 펠티어 소자와 상변화 물질(PCM)로 신선식품은 차갑게, 온장식품은 따뜻하게 유지하고 미생물 걱정 없는 능동형 콜드체인을 배달가방 안에 구현합니다.
오토바이의 주행풍을 정폭삼각기둥 회전배너로 받아 전기를 만들고, 펠티어 소자와 상변화 물질(PCM)로 신선식품은 차갑게, 온장식품은 따뜻하게 유지하고 미생물 걱정 없는 능동형 콜드체인을 배달가방 안에 구현합니다.
발전 → 온·습도 제어 → 품질 보존까지, 전력 생산부터 소비까지 하나의 순환 구조로 설계했습니다.
오토바이나 자전거가 달릴 때 맞는 주행풍을, 회전율이 가장 높은 구조인 정폭삼각기둥 회전배너가 물리적 회전 에너지로 바꾸고, 이를 소형 발전기로 전기에너지로 변환합니다. 회전축과 연결된 발전기는 배달가방 바닥면에 배치해 무게중심과 내구성을 함께 확보했습니다. 남는 전력은 LED 조명으로 이어져 야간 주행 시 시인성과 안전성을 높입니다.
가방 내부에 펠티어(열전) 소자를 접목해, 회전배너가 만든 하이브리드 전력으로 신선식품 구역은 10℃ 이하로 냉장하고, 온장식품 구역은 별도로 보온하는 능동형 콜드체인을 구현합니다. 수동 단열재에만 의존하던 기존 배달가방과 달리, 전력이 있는 한 목표 온도를 능동적으로 유지합니다.
펠티어 소자의 방열 팬과 초저전력 환기 팬을 연동해 가방 내부의 수증기를 강제로 배출합니다. 이를 통해 튀김류가 눅눅해지는 것을 막고, 내부의 이상 고온을 억제해 식중독균 등 병원성 미생물의 증식 조건 자체를 차단합니다.
출력이 유속의 세제곱에 비례하는 풍력발전의 물리적 특성상, 가방의 물리적 크기를 키우지 않고 발전량을 늘리려면 회전배너가 위치한 국소 구역의 유속 자체를 강제로 끌어올려야 합니다. 이를 위해 베르누이 정리와 벤투리 효과를 가방 측면 공기 흡입구 설계에 접목했습니다. 외벽의 공기 유입부는 넓게 성형하고, 회전배너가 위치한 내부 통로는 점진적으로 좁아지는 수렴-발산형 노즐 구조로 설계해, 질량 보존 법칙에 따라 단면적이 줄어드는 구간에서 유속이 자연스럽게 가속되도록 했습니다.
회전형 발전배너가 주행풍으로 만들 수 있는 이론적 전력은 풍력발전의 기본 공식을 따릅니다.
| ρ (공기밀도) | 약 1.2 kg/m³ — 일반적인 대기 상태 기준 |
| A (수풍면적) | 가방 상단·측면 일부에 배너를 설치한다고 가정, 25cm×20cm = 0.05 m² |
| v (풍속) | 시내 배달 이륜차 평균 주행속도 40km/h → 약 11.1 m/s |
| Cp (발전효율) | 베츠 한계(약 59%) 대비, 소형 로터·발전기 손실을 고려한 현실 효율 30% |
가방 크기를 키우지 않고도, 수렴-발산형 노즐 구조로 회전배너 구간의 유속만 선택적으로 가속했습니다.
| v₁ (유입 풍속) | 도심 이륜차 평균 주행속도 40km/h 기준 주행풍 |
| A₁ / A₂ | 수렴-발산형 노즐의 유입부 대비 수축부 단면적비, 약 1.5배 수축 설계 |
| v₂ (가속 풍속) | 단면적 감소분만큼 질량 보존 법칙에 따라 가속된 국소 풍속, 약 60km/h |
펠티어를 상시 가동하지 않고 PCM이 온도를 유지해주는 구조 덕분에, 시간당 소비전력이 40W에서 9W 내외로 줄어듭니다. 여기에 벤투리 가속 구조까지 더해 자가발전량 자체를 끌어올렸습니다.