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장거리 무선전력전송 기술동향
Technical Trend of Long-range Wireless Power Transfer 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.22 no.1, 2018년, pp.216 - 222  

정영배 (Dept. of Electronics and Control Engineering, Hanbat National University)

초록
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장거리 무선전력전송 기술은 단순한 핸드폰 및 소형가전을 넘어서, 4차 산업혁명의 핵심기술로 자리 잡은 드론, 로봇, 전기자동차, IoT 센서 네트워크 등에 폭넓게 적용될 수 있다. 본 논문에서는 이미 기술적으로 보편화된 기존의 근거리 무선전력전송 기술을 벗어나, 급속한 기술발전으로 통하여 상용화 단계에 이른 장거리 무선전력전송 기술의 발전방향을 살펴보고자 한다. 이를 통하여, 핵심기술을 파악과 기술적인 극복과제를 도출함으로써 국내의 연구수준과 나아갈 바를 점검하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Long-range wireless power transmission technology goes beyond mere cell phones and small appliances, and is the core technology of 4'th industrial revolution such as robot, electric car, and IoT sensor network. In this paper, we will explore the evolution of long-range wireless power transmission te...

주제어

#wireless power transfer   #wireless power transmission   #long-range   #phased array   #antennas  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 이러한 장거리 무선전력전송 기술의 연구개발 동향을 살펴보고, 이를 통하여, 기술적 발전방향과 극복과제를 도출하고자 한다.
  • 본 논문에서는 장거리 무선전력전송에 대한 최근 기술개발 동향을 살펴보았다. 무선전력전송은 크게 RF, 적외선 및 초음파를 매개로 이루어지고 있으며, RF의 경우, 무선전력으로 인한 인체영향과 여타 기기에 대한 간섭문제가 가장 큰 단점으로 지목되고 있다.
  • 본 장에서는 장거리 무선전력전송 기술개발을 선도하고 있는 국외 전문기업의 연구개발 동향을 집중적으로 살펴본다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재 4차 산업혁명이라는 거대한 기술적 변환기를 맞고 있는데 어떤 기술이 포함되어 있는가? 지금은 4차 산업혁명이라는 거대한 기술적 변환기를 맞고 있다. 이러한 기술변화의 핵심에는 드론, 로봇, 전기자동차 및 IoT 센서 네트워크 기술이 포함되어 있으며, 해당 기술에 대한 효용성 증대를 위하여 장거리 무선전력전송 기술에 대한 관심이 뜨거워지고 있다. 이러한, 무선전력전송 시장은 2018년 이후 상용 기술로서의 기술적인 발전을 통하여, 2022년까지 50억 달러의 시장을 형성할 것으로 예측된다[3].
무선전력전송 기술은 무엇인가? 무선전력전송(WPT, Wireless Power Transfer or Transmission)기술은 전자 및 전기기기를 포함하여, 전기에너지가 요구되는 모든 사물에 무선으로 전력을 공급하기 위한 에너지 전송기술을 의미한다. 현재, 다양한 전자제품에 널리 활용되고 있는 자기유도방식(Inductive Power Transfer)의 경우, 높은 효율로 큰 전력을 전송할 수 있다는 장점을 가지나, 코일(Coil) 간의 누설결합으로 인하여 거리증가에 따라 전송효율이 급격하게 감소하여, 수 Cm 이내의 근거리에서 제한적으로 사용되고 있다.
자기유도방식의 장점은? 무선전력전송(WPT, Wireless Power Transfer or Transmission)기술은 전자 및 전기기기를 포함하여, 전기에너지가 요구되는 모든 사물에 무선으로 전력을 공급하기 위한 에너지 전송기술을 의미한다. 현재, 다양한 전자제품에 널리 활용되고 있는 자기유도방식(Inductive Power Transfer)의 경우, 높은 효율로 큰 전력을 전송할 수 있다는 장점을 가지나, 코일(Coil) 간의 누설결합으로 인하여 거리증가에 따라 전송효율이 급격하게 감소하여, 수 Cm 이내의 근거리에서 제한적으로 사용되고 있다. 이에 비하여, 동일한 자기에너지 전력전송방식이나, 수 m 이내에서 전력을 전송할 수 있는 자기공명방식(Magnetic Resonance Coupling)은 2007년 MIT의 Marin Soljacic 교수팀의 시연성공 이후 급속한 기술발전의 촉매 역할을 해왔으나, 전송거리에 따른 코일 크기가 커져야 하고, 송수신 코일 간의 배열 자유도 등의 현실적인 제약으로 아직까지 상업적인 성공을 거두지 못하고 있다[1][2].
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참고문헌 (18)

  1. Hyo-Sang Choi and In-Sung Jeong,"Status and Trends of Wireless Power Transmission System," World of Eletricity, vol.66, no.2, pp.24-28. 

  2. T.Y. Eom, C.S. Oh, S.J. Park, "Wireless Power Transfer Technologies Trends," Journal of Energy Engineering, , vol.24, no.2, pp.174-178, 2015.DOI:10.5855/ENERGY.2015.24.2.174 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Wurth Electronics, "Introduction to Wireless Power Transfer: Benefits, Markets, and Applications" http://www.we-online.com/web/en/passive_components_custom_magnetics/blog_pbcm/blog_detail_electronics_in_action_100414.php 

  4. Mark Spoonauer, "This Wireless Charging 'Forever Battery' Will Never Die" https://www.tomsguide.com/us/ossia-cota-forever-battery,news-26444.html 

  5. Eric Olson, "Longer Range Wireless Power has Arrived with Ossia's Cota Technology" http://electronics360.globalspec.com/article/10928/longer-range-wireless-power-has-arrived-with-ossias-cota-technology 

  6. Alona Stein, "Wi-Charge Wins CES 2018 Best of Innovation Award" https://www.businesswire.com/news/home/20180110 006324/en/Wi-Charge-Wins-CES-2018-Innovation-Award 

  7. Ortal Alpert, Directional light transmitter and receiver, Patent No, WO/2007/036937 

  8. Ortal Alpert and , Rudiger Paschotta, Wireless laser system for power transmission utilizing a gain medium between retroreflectors, Patent No. US 8,525,097 B2 

  9. https://www.wi-charge.com/faq/ 

  10. Wi-charge homepage, "Frequently Asked Questions" http://www.epochtimes.co.kr/news/articleView.html?idxno401374 

  11. Wi-charge homepage, "Products" https://www.wi-charge.com/products/ 

  12. Energous homepage, "Technology" http://energous.com/technology/product-overview/ 

  13. Evan Ackerman, "Can Energous Deliver on Wireless Power Promises?" https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/the-smarter-grid/can-energous-deliver-on-wireless-power-promises 

  14. Energous homepage, "Energous Unveils Industry-First Wireless Charging 2.0 Integrated Circuit (IC) Solutions at CES 2018" https://content.equisolve.net/energous/news/2018-01-08_Energous_Unveils_Industry_First_Wireless_Charging__598.pdf 

  15. uBeam homepage, "Technology" https://ubeam.com/technology/ 

  16. Josh Constine, "uBeam Finally Reveals The Secret Of How Its Wireless Charging Phone Case Works Safely" https://techcrunch.com/2015/10/08/how-ubeam-works/ 

  17. Gomes Lee, "Can uBeam's Through-the- Air Phone Charging System Live Up to the Hype?" https://techcrunch.com/2015/10/08/how-ubeam-works/ 

  18. Marco della Cava, "uBeam's Meredith Perry shows her stealth wireless charging technology really works" https://www.usatoday.com/story/tech/news/2017/06/01/ubeams-meredith-perry-shows-her-stealth-wireless-charging-technology-really-works/102336880/ 

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