제 679 호 “선이 없는 세상이 온다” 디지털 시장 정복한 무선전력전송기술
꼬일 리 없으니 편한 무선 이어폰의 전성시대
최근 주위를 둘러보면 ‘에어팟(AirPods)’, ‘버즈’ 같은 무선 이어폰을 사용하는 사람을 자주 볼 수 있다. 무선 이어폰은 2005년 광고를 통해 등장했다. 당시 휴대폰을 손에 들고 있지 않아도 통 화할 수 있다는 장점 때문에 이목을 끌었으나, 블루투스는 음성 끊김 현상이 잦았고 무엇보다 상 당한 고가였다. 자칫하면 잊힐뻔한 무선 이어폰 시장은 2016년 9월 7일 애플 ‘에어팟’의 출시로 다시금 불씨를 키웠다. 실제 지난 한 달간 20대가 많이 찾아본 가전제품 검색어 순위. 무선 이어 폰 관련 검색어가 10위 안에 7개나 있다. 무선송신 시장의 규모는 커질 것으로 예상되며 그에 따 른 우리의 생활 패턴도 분명히 변할 것으로 보인다.
무선전력전송이란?
▲ 왼쪽부터 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식 개념도
무선 이어폰같이 단순 블루투스를 이용한 송신기술은 ‘무선 전력 전송’ 기술의 일부분에 그치 지 않는다. 무선 전력 전송은 말 그대로 전선 없이 전력을 전송할 수 있는 기술이다. 이를 구사하는데 현재는 전력 도달 거리에 따라 ‘자기 유도 방식’과 ‘자기 공진 방식’, ‘마이크로파 방식’으로 크게 3 가지 방식이 있다. ‘자기유도방식’은 근거리용으로 송신부 코일에 자기장을 발생시키며, 그 영향으로 수신부 코일에 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용한 방식이다. 전력 전송 효율이 무려 90% 이 상이라는 장점이 있지만 그에 반해 전송거리가 짧고 코일의 송신부와 수신부 부위가 정확히 맞아야만 제 기능을 발휘한다는 단점이 있다. ‘자기 공진 방식’은 중거리용으로 자기유도 방식과 유사하나, 송신 부 코일에서 공진 주파수로 진동하는 자기장을 생성해 동일한 공진 주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되도록 한 기술이다. 따라서 전력 전송 거리가 길고 동시에 여러 기기에 전 송이 가능하다. 다만 거리가 멀어짐에 따라 전송의 효율이 떨어진다는 단점이 존재한다. 그리고 ‘마이 크로파 방식’은 원거리용으로 송신부에서 전자기파를 보내면 수신부에서 렉테나를 이용해 전자기파를 수신하여 전력으로 변환하는 기술이다. 이 기술은 전력 전송의 거리 제한이 적다는 장점이 있는 반면, 큰 전력인 전자기파를 쏘기 때문에 인체에 유해할 수 있어 현재도 개발 진행 중인 기술이다.
세계 무선전력전송기술의 수준
우리나라는 KAIST 원자력 및 양자공학과 임춘택 교수의 연구팀에서 50㎝이내에서 기기의 위치와 방향에 상관없이 배터리가 충전되는 무선충전기술을 개발한 상태다. 10㎝이상의 거리에서는 충전이 어려운데다 특정 방향에서만 충전이 되는 기존 비접촉식 무선 충전 기술의 한계를 극복한 것이며 충전 에 대한 걱정 없이 스마트폰과 노트북을 사용하는 날이 올 것이다. 그리고 ‘한국전기연구원(KERI)’는 가정에서 사용되는 조명, 가전기기, 도우미 로봇 등 모든 전자기를 무선전력전송 네트워크로 연결되는 그림을 발표하며, 언제 어디서나 편리하게 전기 에너지를 사용할 수 있는 ‘유비쿼터스 전기 인프라 플 랫폼’의 개념도를 이미 완성했다. 이에 대한 연구은 진행 중이며 전기에너지를 Wi-Fi처럼 사용하는 환 경이 구축되도록 기술의 완성도 및 안전성을 연구하는 것이다. 실제 ‘미래부’에서 미래 무선전력송신 세계시장의 지표를 발표할 정도로 전망 좋은 기술임은 분명하다. 우리는 소비자 입장에서, 미래 생활 의 질을 높여줄 이 기술에 관심을 갖고 올바른 방향성을 제시하는 시민의식을 갖는 것이 중요하다.
▲ 미래부에서 발표한 무선전력송신 세계시장의 지표(2012년 발표자료)
김경관
