다이폴코일 공진방식 사용
5m거리서 209W 전송성공
전송 거리·전력 대폭 증가
무선으로 전력을 전송하는 새로운 기술이 국내에서 개발됐다.
기존 해외 기술보다 전송 거리가 2배 이상 길어진 데다 상용화 가능성도 높아, 무선으로 전력을 공급받는 전자기기 시대를 활짝 열수 있는 기술로 평가되고 있다.
KAIST 원자력및양자공학과 임춘택 교수 연구팀은 다이폴 코일 공진방식(DCRS)을 사용해 5m 거리에서 209W를 무선으로 전송하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.
이는 5m 떨어진 곳에서 스마트폰 40대를 동시에 충전하거나 선풍기 5대, 초대형 LED TV를 켤 수 있는 기술이다.
장거리 무선전력 전송기술은 2007년 미국 MIT에서 자기결합 공진방식(CMRS)을 사용해 2.1m 거리에서 60W 전력 전송에 성공한 이후 세계적으로 주목받았었다.
그러나 이 기술은 △복잡한 코일구조(입력코일, 송신코일, 수신코일, 부하코일) △송수신코일의 큰 부피 △10㎒ 이상의 높은 동작주파수로 인한 낮은 효율 △주변 환경 변화에 따른 민감성 등의 문제로 6년이 지나도록 상용화 방안을 찾지 못하고 있다. 이에 연구팀은 다이폴 코일 공진방식(DCRS)을 적용해 이 같은 문제점을 해결하는 데 성공했다.
연구팀은 코일 수를 2개(송신코일, 수신코일)로 줄이고, 최적화된 다이폴 구조의 고주파 자성체(페라이트 코어)를 사용해 부피(3m×10㎝×20㎝)를 크게 줄였다.
또 주파수 변동을 줄여 주변 환경변화에 대한 민감성을 기존 기술보다 20배 이상 줄이고, 100㎑ 대의 낮은 주파수에서 동작할 수 있게 해 효율도 대폭 높였다. 이를 통해 기존 기술보다 상용화 가능성도 월등히 높였다는 게 연구팀의 설명이다.
이에 앞서 연구팀은 지난달 한국수력원자력과 공동으로 원전 중대사고시 격납건물 필수계측기용 소형 비상전원을 개발하는 과정에서 이 기술을 적용해 7m 거리에서 10W의 전력을 전송하는 실험에도 성공했었다.
임춘택 교수는 “기존 기술에 비해 전송거리는 2배 이상, 전송전력은 3배 이상으로 높여 장거리 무선전력 전송기술의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다”며 “전기선으로 직접 연결해서 쓰는 것과 비교할 때 상대적으로 효율이 떨어지고 비싼 것은 사실이지만, 와이파이 존(Wi-Fi Zone)처럼 특정 장소에 접근하면 별도의 충전기가 필요 없이 무선으로 전자기기를 사용할 수 있는 편리한 기술개발도 추진하고 있다”고 말했다.
나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr