무선충전의 시대가 온다

와이파이(Wi-Fi)처럼 일정한 공간 내에서 자유롭게 무선으로 충전되는 ‘와이파워’(Wi-Power)의 시대가 열리고 있다. 이 기술은 최근 스마트폰의 무선 충전과 전기자동차 무선충전 등 다양한 분야에서 크게 발전하고 있다.

와이파워(Wi-Power)는 인터넷에 접속할 수 있는 와이파이(Wi-Fi) 기술과 비슷하게 무선으로 전력을 공급받는 기술을 말한다.

이 기술로 전기차, 열차에서 무선 충전하는 것도 가능하다. 카이스트 전기 및 전자공학과 조동호 교수팀이 개발한 올레브(OLEV) 전기버스가 대표적인 예다. 차고지·종점·정류장 바닥에 무선 송전 장치를 묻어둬 전기버스가 달리면서 저절로 충전이 된다. 이 버스는 현재 경북 구미에서 운행 중이며 다음달 세종시에도 도입된다. 조 교수팀과 한국철도기술연구원은 지난해 차세대 KTX(해무)에 버스보다 더 큰 전력을 무선으로 공급해 시속 3~4㎞로 움직이는 데도 성공했다. 

’와이파워’는 몇 가지 방식이 있다. 스마트폰 무선 충전할 수 있는  자기유도방식(MI)과 전기차를 충전할 수 있는 자기공진방식(MR)이다.

자기유도방식은 코일에 전류를 흘려 자기장을 만드는 것으로 전력을 거의 대부분 무선으로 보낼 수 있는 반면 전송 거리는 몇 ㎜에 불과하다. 자기공진방식은 자기장 주파수와 코일의 진동수를 맞춰 먼 거리에서 전기를 유도하는 것이 차이다. MI 방식에 비해 전송효율은 떨어지지만 전송 거리는 수m로 훨씬 길다. 같은 공진 주파수를 갖는 여러 단말기를 동시에 충전할 수도 있다.

지금까지 자기유도방식은 인체에 무해하다는 게 전문가들의 공통적인 의견이다. 그러나 자기공진 방식에 대해선 의견이 엇갈린다. ‘다소 영향이 있을 것’이란 주장이 있는가 하면, 美 와이트리시티는 실제 실험 결과를 제시하며 ‘권고 기준을 넘지 않는다’고 반박한다. 

조동호 카이스트 교수는 “인체 감지센서를 설치하면 사람이 없을 때만 전력을 전송할 수 있다. 중계기를 여러 대 설치해 사람이 없는 곳으로 ‘릴레이’ 송전을 하는 것도 가능하다”고 말했다. 현재 기술로 안전성 문제를 충분히 해결할 수 있다는 주장이다. 

반면 마이크로파를 사용하는 원거리 전력전송에 대해선 대다수 전문가가 “인체에 유해할 수 있다”고 지적하고 있다. 자기공진의 인체에 유해성만 해결된다면 다양한 분야로 기술이 개발될 것이며 전기차, 전기 열차의 발전을 촉진시켜 공로운송, 철도운송의 변화를 이끌 것으로 기대된다. 

< 최영훈 대학생기자 fmi@nate.com >