[디지털비즈온 이호선 기자] 우리가 사용하는 와이파이처럼, 무선으로 전기를 사용하는 무선급전 시스템이 개발되었다.
휴대폰의 무선 충전처럼 10~20m 의 거리에서 1~2mW 정도의 전력을 공급하는 시스템으로 IoT(사물인터넷) 기술과 네트워크의 기술이 병합된 일본 스타트업 기업인 ‘에이터링크(Aeterlink)’가 세계최초 신기술을 공개했다.
무선 주전자, 전기자동차의 무선충전, 전기버스는 도로위에서 배터리에 전기를 공급한다. 무선급전 기술은 말 그대로 전선 없이 급전이 가능한 기술이다. 가선과 배선을 사용하지 않고 무선전력전송 기술을 사용하게 된다. 무선전력전송 기술은 최근에 보편화된 스마트폰 무선충전기와 유사한 기술이라고 볼 수 있다.
◇10~20m의 거리에서 1~2mW 정도의 전력 공급
2020년 8월에 설립된 스타트업 '에이터링크'는 무선 급전 기술은 원래 미국 스탠포드 대학에서 바이오메디컬 임플란트에서 체내에 내장된 디바이스에 체외에서 전원 공급을 하기 위해 개발되었다. 기술을 의료 분야뿐만 아니라 보다 폭넓게 전개하기 위해 연구 개발해왔다.
에이터링크는 무선급전의 시장환경에 대해 “IoT 디바이스가 폭발적인 증가가 진행되는 가운데 IoT 센서 수는 45조 개로 되어 있다고 했다." 디바이스의 소비 전력의 저하에 의해, 무선으로 공급할 수 있는 전력으로 구동할 수 있는 것이 늘어나고 있다고 전했다.
에이터 링크는 공간 어디에 있어도 급전할 수 있다는 신기술로, 개발한 마이크로파 무선 급전 시스템 ‘에어플러그(AirPlug)’에서는, 복수의 송신기로부터의 마이크로파로, 10~20m의 거리로, 1~2mW 정도의 전력을 공급한다.
◇신기술, 안테나 회로와 무선 기술 적용
무선 급전 기술에는 스마트폰 단말을 배선 없이 충전할 수 있는 기술도 이미 실용화되고 있지만, 이들 기술은 큰 전력 공급을 할 수 있는 반면 몇 cm 단위의 근거리가 아니면 급전할 수 없는 것이 현재 기술력이다.
복수의 송신기를 활용함으로써 각도 의존도 작고, 일정 공간 내에서 안정된 전력을 공급할 수 있다. 안테나 기판의 회로 설계, 전파 통신 등 각 부품의 최적화를 추진해 이들을 종합적 기술이 적목해 적용한 기술은 “마이크로파 무선 급전 기술은 다양한 기업이 개발을 하고 있지만, 안테나나 기판의 회로 설계, 전파 통신 등 각각의 부품 최적화를 추진해 이들을 종합적으로 곱셈할 수 있는 곳이 에이터 링크의 강점이다”라고 소개했다.
◇FA, 빌딩 관리, 바이오메디컬의 3개 영역으로 확대
에이터링크는 FA(공장자동화), 빌딩 관리, 바이오메디컬이라는 3가지 영역에 주안점을 두었다. FA 영역에서는 생산 라인 내에서 구동하는 다양한 기기나 그 센서용의 급전 용도를 상정한다. “공장 내에서는 단선에 의한 기계 이상으로 라인 정지가 발생하고 있다. 무선 급전이 가능하면 이를 막을 수 있다”고 기술의 가치가 있다고 소개했다.
이미 대기업 센서 메이커와의 협업을 진행하고 있어 2023년 1월부터는 본격적으로 고객기업의 제품에 도입될 예정으로, 이미 연간 매출 60억엔(한화 약 600억 원)에 달하고 있다고 했다.
빌딩 관리 영역에서는 환경 센서의 급전 용도를 소개했다. 예를 들어, 빌딩 공조에서는 에어컨 내에 설치한 환경 센서에서의 계측 결과와 실제로 사용하는 사람의 체감 환경이 다르고, 사무실의 쾌적성과 에너지 절약성을 해치는 상황이 생겨나고 있다. 무선 급전에 의해 사람에게 가까운 환경에 센서를 설치하는 것으로 이 기술을 적용한다.
건축업계에서는 에어컨이나 조명용으로는 온도나 조도를 계측하는 센서를 사람의 손길이 닿을수 있는 곳에 붙이는 것을 목표로 하고 있지만, 어느 정도의 규모의 빌딩이라면 센서가 1만대 정도도 필요하다 이것을 전지 교환하는 것을 생각하면 메인터넌스성의 면에서 효율성이 떨어진다고 전했다.
무선 급전이라면 어려운 배선 문제를 해결할 수 있으며, 전력면의 문제로 벽면으로부터 움직일 수 없는 스위치 등 다양한 것을 바꿀 수 있을 가능성이 있다고 전망하고 있다.
바이오메디컬 영역에서는 에이터링크가 개발한 임플란트 디바이스는, 전파를 통과하기 어려운 인체에 있어서, 체표면으로부터 20 cm깊이에 체외로부터 체내에의 급전을 실시할 수 있다고 소개하면서, "우리는 동물 실험을 통해 그 효과를 확인했습니다."
우리의 연구는 세계적으로도 주목받고 있으며 약물로는 해결할 수 없는 질병의 치료, 예방의 관점에서 기대되고 있습니다. 예를 들어 심장 심박 조율기는 정기적으로 수술로 배터리를 교체해야하는 방면에, 체외 전원 송신기에서 전원을 공급하면 배터리 교체가 필요하지 않다고 웹사이트에서 설명했다.