일본산업뉴스요약

무선급전, 빛을 사용하여 거리 길게
도쿄공업대, 레이저와 LED 활용 / 다른 전파에 영향 적게

도쿄공업대학의 미야모토(宮本) 교수 연구팀은 빛을 사용하여 무선으로 전기를 보내는 시스템을 개발하였다. 고출력 반도체 레이저나 발광다이오드(LED)로 전기를 보내, 렌즈를 사용하여 레이저를 모아 태양전지로 전기를 얻는다. 10와트 정도의 전력을 보낼 수 있다. 장거리 무선급전시스템으로서 3년 후의 실용화를 목표한다.

무선급전은 전자유도를 이용한 시스템이, 충전기 옆에 두기만 하면 충전이 가능한 것을 일부 스마트폰 기종에서 실용화하고 있다. 그러나 송전할 수 있는 거리는 1cm 미만으로 자유도가 낮다. 그 외에도 마이크로파를 이용한 방법도 검토되고 있지만 다른 전파에 대한 영향이 우려된다.

연구그룹은 빛에 착안하였다. 광원에서 나오는 빛을 태양전지에 조사(照射)하여 발전한다. 빛은 원래 상태로는 확산되기 때문에 특수한 렌즈를 통해 태양전지의 영역에만 균일하게 빛이 모이도록 하였다. 광원의 위치가 조금 틀어져도 같은 부분에 빛을 모을 수 있다. 빛도 마이크로파와 마찬가지로 전자파의 일종이지만 전자기기에서 사용되는 영역과 크게 파장이 다르기 때문에 영향도 적다.

사람에게는 보이지 않는 근적외광의 20~25와트의 고출력 반도체 레이저를 광원에 사용한다. 2.5~5m의 거리에서 스마트폰을 충전할 수 있는 약 10와트의 전력을 보낼 수 있다. 기술적으로는 텔레비전 등의 가전을 가동하는데 충분한 100와트 정도의 출력도 가능하다. LED도 1m 정도의 거리에서 100밀리와트 정도의 출력이 가능하다. 소형 IoT 단말에의 급전에 이용할 수 있을 것으로 보고 있다.

발전소 등의 고전압 장치가 가동하고 있는 장소에서 사용하는 소형 기기의 급전에 이용할 수 있다. 누전 위험이 있어 전기 배선이 어려웠다. 배선이 방해가 되는 공장 등에서도 유용하다.

장기적으로는 전기자동차에 대한 무선급전에도 응용한다. 킬로와트급의 고출력 레이저를 사용하면 가능하다. 사람이 가까이에 있으면 레이저 빛이 조사되지 않는 구조를 시스템에 내장하는 등 안전한 운용을 검토해 나간다.

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