무선전력전송 개발, 원스톱 지원

종합센터 개소··· 양대 표준 시험장소 희망

“무선전력전송 원스톱 종합지원센터는 무선전력전송 선도국가 도약을 위해 설립됐습니다. 중소기업들은 단 한 번의 신청만으로 무선전력전송과 관련된 테스트베드 및 기술개발 지원 서비스를 제공받을 것입니다”

무선전력전송 산업의 진흥을 위한 컨퍼런스가 열리고 있는 현장. 무선전력전송 종합지원센터를 소개하기 위해 발제자로 나선 한국정보통신기술협회(TTA)의 이강해 팀장은 지원센터가 설립된 이유에 대해 밝히며 이 같이 말했다.

무선전력전송 산업의 활성화를 위해 최신 기술 및 제도를 공유하는 행사가 마련됐다

무선전력전송 산업의 활성화를 위해 최신 기술 및 제도를 공유하는 행사가 마련됐다 ⓒ 김준래/ScienceTimes

미래창조과학부(이하 미래부) 주최로 지난 21일 리츠칼튼 호텔에서 개최된 ‘2016 무선전력전송 진흥 컨퍼런스’는 무선전력전송 산업의 활성화를 위해 최신 기술 및 제도를 전문가들과 함께 교류하자는 취지로 마련됐다.

무선전력전송 기술지원 위한 센터 개소

‘무선전력전송 원스톱 종합지원센터’는 무선전력전송 산업의 활성화를 위해 지난 해 12월에 미래부에서 마련한 ‘K-ICT 무선전력전송 활성화 방안’의 일환으로 설립됐다. 지난 7월 개소식을 마쳤고, 현재 중소기업들의 애로기술 지원을 최우선 과제로 삼은 채 운영되고 있다.

이 팀장은 “국제 무선전력전송 표준단체인 WPC(Wireless Power Consortium)와 AFA(AirFuel Alliance)의 제품 검증을 위한 시험기 및 검증기술을 센터가 보유하고 있다”라고 전하며 “제품개발 기획부터 사업화 단계에 걸쳐 중소기업이 어려움을 겪고 있는 공명기의 설계 등 핵심기반 기술 및 전자파저감 기술 등을 지원한다”라고 소개했다.

WPC는 무선전력전송 자기유도방식의 민간국제표준단체다. LG전자와 필립스, 그리고 노키아 등 200여 개의 글로벌 기업들이 참여하고 있다. 반면에 AFA는 자기공명방식과 자기유도방식의 무선전력전송 표준을 모두 제공하는 민간국제표준단체로서 삼성전자와 퀄컴, 인텔 등 150여개의 기업들이 참여하고 있다.

이 팀장의 발표에 따르면 종합지원센터는 제품개발에 소요되는 기간을 최대한 단축시켜 중소기업들이 빠르게 글로벌 시장에 진출할 수 있도록 WPC와 AFA의 시험인증서비스 및 기술개발을 원스톱으로 지원하고 있는 것으로 나타났다.

무선전력전송 종합시험평가 지원 ⓒ TTA

무선전력전송 종합시험평가 지원 ⓒ TTA

이 팀장은 “아시아 최초로 WPC 표준 관련 상호호환성 시험소 자격을 획득하게 되면 명실공히 세계 최고 수준의 무선전력전송 통합 테스트베드로 발돋움할 수 있다”라고 기대하며 “빠른 시간 안에 무선전력전송 기술의 양대 표준인 WPC와 AFA에 대한 시험인증 서비스를 제공할 계획”라고 밝혔다.

WPC 상호호환성 시험소란 WPC 인증절차 과정에 포함되어 있는 기기 간 상호호환성을 테스트하는 시험소를 가리킨다. 현재까지 지정된 글로벌 시험소로는 벨기에에 있는 유로핀스 시험소가 유일하다.

발표를 마치며 이 팀장은 “앞으로 무선전력전송 원스톱 종합지원센터는 국내 중소기업이 글로벌 강소기업으로 성장할 수 있는 발판이 될 것”이라고 전망하며 “관련 시설 및 장비 등을 확충하여 중소기업들에게 더 높은 품질의 기술지원을 제공할 수 있도록 노력하겠다”라고 다짐했다.

대세가 되고 있는 자기공명 무선충전 방식

오후 세션에서 ‘무선전력전송 기술 동향’에 대해 주제발표를 한 한국전자통신연구원(ETRI)의 조인귀 박사는 “안테나나 코일 등을 이용하여 낮은 효율의 에너지를 전송한 것이 최초의 무선전력전송 사례”라고 밝히며 “이후 이 기술은 자기유도를 거쳐 자기공명 방식으로 발전 중”이라고 설명했다.

자기유도 방식은 1990년대부터 2010년대 사이에 주로 개발된 무선충전 방식이다. 1·2차 코일간의 전자기 유도현상 및 100~350㎑주파수를 이용하기 때문에 전송거리가 기껏해야 5㎝ 미만으로 매우 짧다. 또한 송·수신기가 정확한 위치에 놓여야만 충전이 된다는 단점도 갖고 있다.

2011년부터는 이 같은 단점을 보완하기 위해 자기공명 방식이 본격적으로 개발되기 시작했다. 코일 사이의 자기공명현상으로 인해 생성되는 주파수를 사용하는 기술로서, 1m 이상의 거리까지 충전이 가능하다. 또한 와이파이처럼 에너지가 전송되는 범위 안에만 있다면 송·수신기가 어떤 위치에 있던지 입체적 충전을 할 수 있어 차세대 무선충전 방식으로 주목을 끌고 있다.

ETRI가 자기공명 기술을 활용하여 개발한 균일장 공간

ETRI가 자기공명 기술을 활용하여 개발한 균일장 공간 ⓒ ETRI

조 박사는 “최근 ETRI가 자기공명 기술을 활용하여 균일장(quiet zone)을 만드는데 성공했다”라고 언급하며 “특정 공간내의 스마트기기들을 충전하기 위해서는 균일장을 형성하는 기술이 반드시 필요하다”라고 강조했다.

균일장이란 에너지 밀도가 균일한 충전영역을 말하는 가리키는 것으로서, 스마트기기를 충전 공간 내의 어느 위치에 배치해도 균일한 전력효율을 내기 위해서는 반드시 확보해야한다는 것이 전문가들의 공통된 의견이다.

조 박사는 “현재의 충전기술이 2차원의 평면 형태라면 미래의 충전 기술은 3차원 방식”이라고 전하며 “전송거리 확장 및 간섭문제 등을 극복해야 하는 것은 물론 앞으로는 기기간의 전력 전송을 통해 서비스 영역을 확대하는 방식으로 발전해야 한다”라고 주장했다.

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