일본 미쓰비시전기가 소형 무선 송전장치를 개발했다고 18일 니혼게이자이가 보도했다. 원격으로 전기를 공급하는 무선 송전 대중화가 앞당겨질 전망이다.이번에 개발한 장비는 생산한 전기를 마이크로파로 변환해 전송하는 장치다. 청색 발광다이오드(LED)에 질화갈륨(GaN) 반도체를 부착해 장치 두께가 기존 2분의 1 이하로 줄였다. 전기를 질화 갈륨 반도체로 증폭한 후 표면 안테나에서 전송한다.장치 두께를 기존 2.5㎝에서 약 1㎝로 절반 이하로 줄였다. 가로 세로 약 8㎝ 타일형 장치로 표면에 4개 안테나를 배치했다. 송전 효율은 약 40%다. 실험에서는 24와트(W) 전력을 송전할 수 있었다고 회사는 밝혔다.무선송전은 선을 사용하지 않고 전기에너지를 자기장 혹은 전자기파 형태로 변형해 전력을 전달하는 기술이다. 우주에 설치한 태양전지에서 생산한 전기를 지상으로 보내는 우주 태양광 발전에 적합하다. 또 비행기나 자동차 등 이동체에 원격으로 전기를 공급하는 것이 가능해질 전망이다.시장조사기관 마켓앤마켓에 따르면 무선충전 세계 시장 규모는 올해 16억달러에서 2020년 170억달러로 연평균 60% 이상 고성장할 것으로 예측된다. IHS리서치도 무선충전 시장은 2022년까지 직접 매출액 5조1737억원, 생산유발효과 10조3474억원에 달할 것으로 전망했다.무선전력전송 방식은 자기유도방식, 자기공명방식, 전자기파 방식 세 가지가 있다. 자기유도방식은 전송거리가 수 ㎜이며 자기공명방식은 50㎝~10m, 전자기파방식은 1㎞ 이상 떨어진 곳에서 무선 전송이 가능하다.무선충전 분야는 현재 자기유도방식에서 표준화가 진전돼 상용화된 제품이 출시되고 있다. 자기공명방식은 자기유도방식보다 비교적 원거리에서 무선 송전이 가능해 상용화 된다면 다양한 응용이 가능할 전망이다. 전자기파방식도 기술 개발이 한창이다.최근 무선 송전기술이 잇따라 선보이고 있다. 이달초 미국 모멘텀다이내믹스(Momentum Dynamics)는 200㎾ 자기유도 방식 충전기를 올해말까지 출시할 예정이라고 발표했다. 메릴랜드와 워싱턴주에서 운행하는 공용버스를 대상으로 테스트를 실시한다. 도로나 주차장 등에 무선 송전시설을 설치해 자동차에 송전하는 방식이다. 앤디 다가 모멘텀다이내믹스 최고경영자(CEO)는 “다른 무선 충전시설보다 빠르게 충전할 수 있어 전기자동차 보급 촉진에 기여할 것”이라고 말했다.
오크리지국립연구소(ORNL:Oak Ridge National Laboratory)도 최근 전력효율성이 90%인 20㎾ 무선 충전시설을 공개했다. ORNL은 토요타·시스코 등과 공동연구를 진행했으며 토요타 자동차에 충전기를 부착해 실험을 실시했다. 실험결과 시장에 내놓을만한 수준인 것으로 평가됐다고 연구소는 밝혔다. 연구소는 버스와 트럭에 적합한 50㎾ 시설도 연구중이다.
지난해 3월에는 일본우주항공개발연구기구(JAXA)는 1.8㎾ 전력을 송전선 없이 55m 떨어진 수신기에 정확히 보내는 데 성공했다. 이 기술은 우주공간에 있는 방대한 양의 태양광을 지구에서 사용하는 길을 열었다. JAXA는 장차 태양광 집열판과 안테나를 장착한 태양열 송전 위성을 지구에서 3만6000㎞ 떨어진 우주공간에 설치할 구상이라고 설명했다. 다만 실제적 응용기술 개발은 2040년대 이후에나 가능할 것으로 보인다고 JAXA는 덧붙였다.
권상희기자 shkwon@etnews.com
