[요약] 레이저 및 마이크로파 기반 무선 전력 전송 기술 최신 동향
(1).
NTT와
미쓰비시중공업 – 레이저 무선 급전 세계 최고 효율 달성
2025년 9월, NTT와 미쓰비시중공업은 대기 중 레이저 무선 급전 실험에서
세계 최고 효율을 달성했다고 발표했다. 출력 1kW의 레이저광을 1km 떨어진 수광 패널에 송출하여 약 15% 효율(152W 전력)을 얻는 데 성공했다.
이는 대기 흔들림이 심한 옥외 환경에서도 안정적으로 30분 연속 급전을 달성한 중요한 성과이다.
핵심
기술은 NTT의 장거리 플랫 빔 성형 기술과 미쓰비시중공업의 출력 전류 평준화 기술이다. 전자는 회절 광학 소자를 활용해 1km 거리에서도 균일한 빔 강도를
유지하고, 후자는 호모지나이저와 콘덴서를 이용해 수광 시 발생하는 전류 변동을 억제한다. 이번 실험에서는 실리콘 기반 태양광 패널을 사용했으나, 레이저 파장(1070nm)에 맞춘 화합물 반도체 소자를 적용하면 효율을 약 2배로
개선할 수 있을 것으로 전망된다.
활용
가능성은 광범위하다. 낙도·재해지의 긴급 전력 공급, 드론·HAPS(고고도 플랫폼) 급전, 우주 태양광 발전까지 응용이 가능하다. 특히 레이저의 높은 지향성과
소형 수광 장치 장점 덕분에 항공기나 위성 등 이동체에 적합하다. 이 성과는 2025년 8월 Electronics
Letters에 게재되었다.
(2).
교세라 – 마이크로파 기반 공간 전송형 무선 전력 전송
교세라는 2023년 10월, 5.7GHz 대역을
이용한 공간 전송형 무선 전력 전송 기초 기술을 발표했다. 송신 출력
32W로 약 10m 거리에서 2.38W의 수신이
가능하며, 빔포밍과 적응형 어레이 기술을 결합해 이동체에도 안정적 전송을 실현했다.
세
가지 특징은 ▲드론·IoT 기기 추적이 가능한 고속 전파
제어 ▲불필요한 방향 전파 억제(널 스티어링 기술) ▲70~80% 수준의 높은 전력 변환 효율이다. 현재는 센서·IoT 기기 공급을 주 목표로 하지만, 향후 드론, PC, 스마트폰 등에도 적용을 검토 중이다.
교세라는 PHS 기지국에서 축적한 전파 제어 기술을 강점으로 삼고 있으며, 향후
과제로는 경쟁 기술 대비 낮은 급전 효율 개선과 수신 측 렉테나 고도화가 제시되었다.
NTT·미쓰비시의 레이저 방식은 장거리·고지향성·소형 수신 장치에 강점이 있으며, 우주·항공·재해지 활용이 유망하다. 교세라의 마이크로파 방식은 이동체 추적 및 안전성에서 강점이 있어 IoT와 근거리 전송에 적합하다. 두 기술 모두 차세대 무선 전력 인프라로서 상호 보완적으로 발전할 전망이다.