전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_2020.10 소특집 (p1008)

IoE(Internet of Energy) 사회의 에너지시스템
소특집 편집을 하면서
편집팀 리더 다카하시 마사하루(高橋 応明) 씨

사람들의 행동 범위의 확대, 용도 다양화로 인해 전화가 휴대전화, 스마트폰으로 변화한 것처럼 모든 ‘사물’이 무선으로 연결되는 사회로 다이내믹하게 변화하고 있다. 자동차나 전차, 비행기 내에서도 인터넷으로 연결되는 것이 일반적이 되었고, 공장이나 의료, 토목 등의 다양한 산업에서도 기계나 센서가 인터넷을 사용해 정보를 집약하거나 원격 제어하는 시대가 되었다.

이는 내각부가 Society 5.0(초스마트 사회)이라고 제창하는 사회다. 그러나 이들을 이용하는 데 필수인 전원에 대해서는 배터리를 사용하거나 콘센트에 연결하는 것밖에 실질적인 선택지가 없다. 또한 이 전원 문제를 해결하기 위해 다양한 기술 개발이 이루어지고 있고, 그 하나로서 무선전력전송(WPT: Wireless Power Transmission, Transfer라고 표기하는 분야도 있다)이 있다.

무선전력전송은 2006년에 미국 MIT의 발표로 주목을 받았다. 그러나 Nikola Tesla가 20세기 초에 세계시스템(World Wireless System)을 제창한 것을 계기로, 소형 가전이나 Suica(교통카드) 등의 RFID(Radio Frequency Identifier), 스마트폰 충전의 Qi 등에서 실용화되기 시작했다. 현재는 PC나 자동차 등 전력을 필요로 하는 것을 연구∙개발하고 있다. 본회에서도 통신협회인 무선전력전송연구전문위원회에서 활발한 논의가 이루어지고 있다.

Society 5.0에서는 지속 가능한 사회를 실현하기 위해 에너지 수급이 관리되는 IoE(Internet of Energy) 사회의 실현이 중요한 과제가 되었다. 그 실현을 위한 내각부의 전략적 이노베이션 창조 프로그램(SIP) 제2기에 제시된 12개 과제 중에 ‘IoE 사회의 에너지 시스템’이 있고, 18년도부터 5년간 개최되고 있다. 이 과제의 핵심 중 하나로 무선전력전송(WPT)의 연구 개발이 있다. 본 소특집에서는 무선전력전송의 동향을 알기 위해 SIP에서 추진되고 있는 연구개발 과제에 대해 소개한다.

1장에서는 전략적 이노베이션 창조 프로그램에서 WPT 시스템의 연구 개발 대책에 대해 소개한다.

2장에서는 차세대 파워 디바이스로서 주목을 받고 있는 고주파 GaN(질화갈륨) 파워 디바이스의 개발과, 13.56MHz의 근거리 WPT 시스템 및 5.75GHz의 원거리 WPT 시스템 개발에 대해 소개한다.

3장에서는 Society 5.0에서 전원을 의식하지 않는 센서 네트워크 및 모바일 네트워크를 실현하기 위한, 거리 수십cm~수cm의 안전한 마이크로파 공간 전송 WPT 시스템을 소개한다.

4장에서는 일본자동차연구소의 전기자동차에 대한 주행 중 무선 급전 기술에 대해, 그 기술의 검토만이 아니라 주행 중 무선 급전의 보급에 의한 기기 호환성, 안전성, 경제성을 고려한 장기적인 인프라 설치 시나리오를 제시했다.

5장에서는 드론의 비행 시간과 거리 제약을 해결하기 위해, 드론에 대한 WPT 시스템에 의한 자동 충전 기술 및 사회 실장을 위한 대책에 대해 소개한다.

이상 다양한 분야의 기사로 이루어진 본 소특집이 독자의 무선전력전송에 관한 기술 동향을 이해하는 데 도움이 되기를 바란다.

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