우리가 일상 속에서 무선충전기술을 접한 건 지난 2012년 스마트폰에 처음 도입되면서다. 삼성전자, 애플 등 주요 스마트폰 제조사들이 잇따라 무선충전 기능을 선보였다. 그러나 이후 무선충전기술은 다른 기기로 영역을 확장하지 못하고 모바일 기기 영역에만 머물렀다.
기술적 한계 때문이다. 그동안 무선충전시장을 이끌었던 자기유도방식은 기술 장벽이 낮긴 하지만, 짧은 충전 거리와 공간의 제약이 걸림돌로 작용했다.
실제 자기유도방식으로 충전하려면 해당 모바일 기기는 반드시 무선충전 패드와 접촉해야 한다. 충전 위치를 제대로 놓지 않으면 충전이 되지 않는 경우도 있다. 무선충전으로 얻을 수 있는 편의성과 자유도도 그만큼 제한되는 셈이다.
이렇게 기술적 한계에 직면했던 무선충전 시장에 최근 변화의 바람이 불기 시작했다. 자기유도방식에서 자기공진방식으로 기술 전환이 이뤄지고 있는 것.
박용주 한국전자기술원(KETI) 선임 연구원은 "무선충전 기술은 처음 자기유도으로 진행됐다가 최근 자기공진으로 넘어가는 추세"라며 "표준화 작업도 이뤄지고 있다"고 말했다. 실제 최근 무선충전과 관련된 특허 출원 비중 역시 자기공진이 절반 이상을 차지하고 있다.
자기유도와 자기공진의 가장 큰 차이점은 충전 방식이다. 자기유도의 경우 무선충전 패드에 내장된 코일에 전류를 흘려보내 자기장을 형성하면, 형성된 자기장이 충전할 기기에 내장된 코일에 전기를 유도하는 방식이다. 반면 자기공진은 무선충전 패드에 특정 주파수로 진동하는 자기장을 형성한다. 이 때 충전할 기기의 코일 주파수와 자기장의 주파수가 같으면 충전할 수 있다.
자기공진의 장점은 자유도다. 자기유도와 달리 수십㎝ 떨어져 있더라도 충전이 가능하다. 직접 무선충전 패드와 맞닿지 않아도 된다. 또 여러 기기를 동시에 충전할 수 있다. 그동안 자기유도와 비교해 뒤쳐지던 전력 전송 효율도 크게 개선돼 상용화가 가능해졌다.
자유도가 높다는 건 그만큼 무선충전 기술을 상용화할 수 있는 기기가 다양하는 뜻이다. 예를 들어 일일이 기기와 무선충전 패드를 맞닿게 만들기 어려운 자율주행로봇이나 전기차 등에도 활용할 수 있다. 정확한 위치에 놓지 않더라도 충전이 가능하기 때문이다.
정부와 지방자치단체도 관련 산업 육성에 팔을 걷고 나섰다. 경상북도와 경북테크노파크는 올해 상반기 경북 경산시에 무선전력전송 규제자유특구를 추진 중이다. 규제자유특구로 선정되면 자율주행로봇과 전기차 등 다양한 기기의 무선전략 실증사업이 가능해진다.
남정용 에타일렉트로닉스 대표는 "자유진공 방식의 무선충전기술 개발은 이미 마무리된 상태"라며 "무선전력충전과 관련된 전력전송 효율성보다 충전 공간 위치의 자유도를 확보하는 방향으로 실증에 참여할 계획"이라고 밝혔다.
에타일렉트로닉스는 전동킥보드, 전기자전거 등 마이크로 모빌리티에 적용하는 무선충전 솔루션도 개발 중이다. 이를 위해 지난해 서비스형 모빌리티(MaaS) 플랫폼 사업자인 '휙고'와 MOU(업무협약)을 체결했다. 올 상반기 강릉 지역을 대상으로 실증사업을 계획 중이다.
남 대표는 "마이크로 모빌리티 충전소가 설치되는 야외는 실내와 달리 날씨 등 여러 변수가 있다"며 "다양한 변수를 극복하고 제대로 무선충전이 이뤄질수록 개발 중"이라고 말했다.
한편 무선충전 상용화가 다양한 방향으로 진행되면서 규모 역시 빠르게 성장할 전망이다. 글로벌 시장조사기관 마켓앤마켓에 따르면 2016년 25억달러(약 3조원) 규모였던 글로벌 무선충전 시장은 올해 113억달러(약 14조원) 규모로 커질 전망이다. 특히 모빌리티에서의 성장이 기대된다.
