1. 국내 기술 동향 및 수준
가. RFID에서 사용하는 Back-scattered 방식은 상용화되어 제품이 출시되어 있으 나, 공진조건과 전력레벨이 다른 무선에너지전송에 적용된 사례는 없음 나. 무선에너지전송 기술은 국내 ETRI, KETI, 전기연구원 등에서 다양한 국책과
제를 진행 중.
(1) KAIST에서는 20kHz 스위칭 기술을 이용한 온라인전기차(On-Line Electric Vehicle : OLEV) 기술을 개발 중
(2) ETRI에서는 100W 이하의 무선에너지전송기술을 2010년부터 장기과제로 진행하고 있음
다. 방송통신위원회에서는 무선에너지전송기술을 향후 미래전파(Next Wave)의 핵심기술로 선정하여 기술개발, 인력양성, 표준화 지원 정책을 펼치고 있음 (1) 2010년 말에는 KAIST OLEV를 위해 20kHz와 60kHz 대역에서 무선에너지
전송을 사용할 수 있도록 기술기준을 제정하였음
라. 무선에너지전송용 적응형 고효율 송수신단 회로는 연구개발 초기 단계
(1) 현재 국내 연구단계는 무선에너지전송의 효율을 높이기 위한 Feasibility 연구가 대부분이며 Smart power control 기능 등은 연구결과가 미진함
(2) 자기유도방식의 충전기를 개발하는 회사에서 WPC 규격을 바탕으로 한 칩을 구매하여 응용제품을 개발하려는 시도가 2011년부터 진행되고 있음 마. 홍익대학교 전파연구실은 투자율이 0인 High-Q 공진기를 이용하여 핸드폰
충전에 유리한 패드 형태의 충전시스템 연구 및 기업과의 산학을 통해 지속 적인 기술 축적을 하고 있음
바. 무선에너지전송용 공진부 통합 적응형 고효율 송수신단 회로는 숭실대, 국민 대 등에서 2009년부터 연구를 진행하여 관련 기술을 축적하고 있으며 서울 대 에서는 무선에너지 전송용 공진기를 소형 안테나로 모델링하여 전송효율 에 관한 이론적 모델을 제시한바 있고, 경희대에서도 메타구조루프 공진기를 제안한 바 있음
2. 국외 기술 동향 및 수준
가. 모토로라, 필립스, 인텔 : Out-band 전자기파로 배터리 상태 및 충전 여부
전송
나. SplashPower, Powercast : 무접점형 플랫폼 패드 다. Qualcomm, Witricity, Intel : 공진 자기 유도 방식
라. 미국의 와이드차지(WildCharge, Inc.) : 요구 전력이 다른 다양한 제품을 동시 에 충전할 수 있는 와일드차저 패드를 개발하고 시판 계획 중
마. 풀톤 이노베이션(Fulton Innovation, LLC.)은 다양한 제품에 통합할 수 있는
“eCoupled"라는 무선에너지전송기술 발표
바. 풀톤의 eCoupled 기술을 적용하여 고급 자동차 부품 제조 업체, 비스테온 (Visteon Corp.)이 선보일 자동차 컵홀더 적용
사. 일본의 동경대 그룹의 대면적 전력전달시트(Large area power trans- mission sheet)
아. Qualcomm-eZone : 자기공명방식무선에너지전송, 13.56 MHz 주파수 사용, 전 송거리 20 ~ 30 cm, 현재 두 개 기기 동시 무선에너지전송 가능, 이물질 (열 쇠 등)에 의한 무선에너지전송 영향 없음
자. Intel-WREL : 자기공명방식, 전송 거리 70 ~ 80 cm에서 60 W 전력 전송, 약 70 ~ 80 % 효율
차. Witricity : 자기공명방식, 10 MHz 대역 사용, 2 m 거리에서 60 W 전력 전 송, 약 40 % 효율, 무선에너지전송 효율성/방향성 문제 개선 필요
카. Haier / Witricity : 자기공명유도 방식 적용, 20 ~ 30 cm 거리에서의 TV 충 전, 코일(안테나)의 크기 축소 등의 구현 이슈 존재
타. Sony : 자기공명유도 방식 적용, 50 cm에서 최대 60 W 전기 에너지 전송, 전송 효율 약 80 %, 리피터를 사용하여 전송거리 80 cm로 확장
파. iPhone wild charge : 스마트폰 액세사리 형태(iPhone, BlackBerry 등), 충전기 와 충전 커버로 구성, 접촉형 유선 충전 형태
하. Palm Pre touch stone : Palm Pre 스마트폰 액세사리 형태, 무선 충전기와 충전 커버로 구성, 무접점 부착 형태
갸. 무선에너지전송기술은 기술 도입기로 아래와 같이 외국 선진 기관에서 다양 한 연구를 진행 중에 있다.
(1) 100~200kHz 대역을 사용하는 WPC에서 2010년 말 표준화를 마무리함에 따라, TI 등에서 관련 chip이 출시되고 있다.
(2) 자기공명방식의 경우 원천기술 개발 단계로 표준화 논의는 없으나, Qualcomm 등에서 관련 특허출원을 확대하는 등 기술개발에 박차를 가하고 있으며, 송신부와 수신부의 통신 기능 부여 등의 방안에서 원천기술을 확보 하려고 노력하고 있다.
그림 1-3 무선에너지전송 국외 동향 3. 국내․외 기관․기업 현황
가. WPC가 표준화됨에 따라 자기유도 방식 기반의 무선에너지전송 기술은 휴대 폰, 노트북 등에 활발히 적용되고 있다.
(1) Palm Pre는 자기유도방식으로 Touchstone 충전대를 개발하였으며 Sprint 에서 2009년 6월 출시하였다.
(2) Fulton Innovation은 eCoupled라는 무선충전매트 플랫폼을 개발하였다.
(3) 미국 Powermat사는 2009년 하반기에 휴대기기용 자기유도 충전제품을 출 시하였으며, 충전 패드안에 4개의 1차코일을 설치하여 최대 4개의 전자기기 들을 동시에 충전할 수 있도록 하였다.
(4) WiPower사는 2010년 8월 Qualcomm에서 인수하였으며, 휴대폰 충전을 위 한 패드형 제품을 출시하고 있다.
(a) Palm Pre(미)
(b) Powemat(미)
(c)WiPower(미)
그림 1-4 국외 자기유도 충전제품 예
나. 국내에서는 LS전선 (2007년), 한림포스텍(2009년) 등에서 자기유도를 이용한 무선충전제품을 출시하고 있다.
(a) LS전선
(b)한림포스텍
그림 1-5 국내 자기유도 충전제품 예
다. 2007년 MIT의 Marin Soljacic 교수팀은 30cm의 반지름을 갖는 송수신 공진 코일을 이용하여 2m 거리에서 약 40%의 에너지전송 효율을 갖는 시스템을
개발하여 60W에너지전송 시연을 보였다.
(1) 미국 Witricity는 MIT 대학에서 기술이전 및 spinoff를 통하여 설립되었으 며, TV, 노트북 등에 사용되는 무선에너지전송기술을 연구하고 있다.
그림 1-6 MIT 에너지전송 시연
라. Intel은 WREL(Wireless Resonant Energy Link) 시스템을 발표하였으며, 약 70cm 거리에서 80%의 효율을 가지는 시스템을 시연하였다.
마. Qualcomm은 13.56MHz 주파수를 이용하여 다수의 충전기들을 충전하는 시스 템을 시연하였다.
그림 1-7 Qualcomm의 ezone기술