선전력전송산업 동향
2조원
규모 무선충전시장,
전기차와 스마트폰이 주도하다
오는 9월 출시 예정인 아이폰6에 무선충전 기능이 탑재될 것이라는 추측이 나오는 가운데, 무선전력전송 기술에 대한 관심은 나날이 고조되고 있다. 이 글에서는 무선전력전송의 특성과 앞으로의 시장 전망에 대해 알아본다.
송병호 KT경제경영연구소 연구원
무선전력전송기술이란 전력선 없이 전력을 전송하는 기술을 의미한다. 니콜라 테슬라(Nikola Tesla, 1856~1943)에 의해 1890년대에 기본적인 개념은 이미 정립되어 있었다. 무선전력전송기술과 무선통신기술을 비교해봤다(표 1 참조).
전력전송방식별 분류 및 특성
무선전력전송방식은 크게 자기유도, 자기공명, 전자기파 방식으로 분류되며 그 밖에 근거리 전송이나 레이저 방식도 포함된다(표 2 참조).
(1) 자기유도방식의 특성
송신 코일과 수신 코일 간의 자기유도현상을 이용하여 근거리 간에 한하여 전력을 보내는 방식으로, 근거리 및 소규모 전력송전에 적합하며 일반적으로 인체에 무해하다는 평가를 받는다. 타 기술에 비해 저렴하며 상용화 단계에 있다. 다만 mm 단위에 불과한 전송 거리가 큰 문제로, Nissan은 근거리 대규모 전력송전기술을 연구 중이다.
(2) 자기공진방식의 특성
송신 측과 수신 측이 서로 같은 주파수로 공진하면서 발생하는 자기공명현상을 활용하여 전력을 전송하는 기술을 의미한다. 유도 방식에 비해 원거리 전력전송이 가능한 반면, 전송 효율은 상대적으로 낮다. 인체 유해성 여부에 대한 논란이 있으며 기술 표준화에 대한 이슈도 존재한다. 도요타는 공진 방식의 EV 충전 시스템을 연구 중이다.
(3) 전자기파전송방식의 특성
송신 부분에서 발생한 전자기파를 수신부에 전송하고 이를 전력으로 변환하여 전송하는 방식이다. 전자기파전송방식으로 EV를 충전하는 것을 교토 대학에서 테스트 중이며, 소량의 전자기파를 활용한 소형 무선장비 충전 연구도 활발히 진행 중이다(스마트폰, PC, 소형 전자제품). 미국의 NASA는 이미 1970년대 전자기파식 전력 전송을 성공한 바 있으며, 인체 유해성 검증 및 기술 성숙을 위한 추가적인 시간이 필요하다.
리서치 기관별 무선전력산업 시장 규모 전망
리서치 기관별 산업 시장 규모 전망에 대해 정리했다.
(1) Navigant Research
전 세계 무선전력 시장 규모는 2020년 120억달러에 이를 것으로 전망되며, 지역별로는 아시아 태평양 지역이 전 세계 시장의 40%를 점유할 것으로 예측된다.
2010~2020년의 연평균 성장률은 40~45%에 이르고, 산업 및 전자분야에서 빠르게 성장할 전망이다. EV 충전 분야의 더딘 성장도 주목해야 할 부분이다.
(2) Seed Planning
일본 리서치 전문회사 Seed Planning의 예측에 따르면 전 세계 무선충전시장은 약 2조원에 이를 것이며 전기차와 스마트폰 분야가 확대될 것으로 전망된다.
(3) 유진투자증권
유진투자증권의 분석결과에 따르면, 판매대수 기준 연평균성장률은 +75%, 금액별로는 연평균 성장률이 60%를 상회할 것으로 전망하며 모바일 기기가 성장을 주도해 2021년 약 15억대 규모의 무선충전기 시장으로 발전할 것으로 예측했다. 뒤를 이어 인프라와 산업용 분야도 시장 규모가 확대될 전망이다.
전송방식에 따른 시장 전망
자기유도방식의 경우, 기술의 성숙도 측면에서 당분간 자기공명방식에 비해 단기적으로 우위에 있으나, 전송거리의 한계를 극복하기 어려울 것으로 보인다. 자기공명방식은 전송거리에서 상대적 우위에 있어 크게 확대될 것으로 예상된다.
자기공명방식이 무선전력산업의 주력 기술로 성장할 것으로 전망되나, 전자기파방식의 상용화 속도가 산업의 전망에 변화를 줄 수 있을 것으로 예상된다.
해외 무선충전 사업화 사례
(1) 미국 스타벅스 매장 무선충전 도입
스타벅스는 Duracell Powermat과의 제휴를 통해 미 전역 스타벅스에 ‘Powermat Spots’을 만들어 2015년까지 무선충전설비의 설치를 완료할 계획이다. PMA와의 제휴로 Blackberry, LG, MS, Qualcomm, 삼성, Texas Instrument 등 PMA 소속의 회원 네트워크를 활용하여 다양한 기기에도 사용 가능한 무선충전시설을 갖춘다는 계획이다. PMA에게는 무선충전 인프라 구축 주도권을 가져올 수 있는 좋은 기회로 보인다.
(2) iPhone 6 무선충전기능 탑재 계획
미국의 애플사가 2014년 9월에 출시할 예정인 iPhone 6에 NFC, faster LTE Support와 더불어 무선충전기능을 탑재할 것으로 전망된다.
3개의 표준화 관련 경쟁 연합체인 Qi, PMA, A4WP 중 어떤 기술이 채택될지는 미정이다. 스마트폰 시장을 리드했던 iPhone에 무선충전기능이 탑재된다면, 타 스마트폰에도 무선충전기능이 확대될 전망이다.
(3) 도요타, 혼다자동차 무선충전기술 상용화 계획 (2016)
일본 도요타와 혼다자동차는 WiTricity에서 제공하는 무선충전시스템을 도입하여 2016년에 무선충전 가능 전기차를 상용화한다고 발표했다. Nissan과 BMW도 2016년 무선전기차 충전을 목표로 상용한다는 계획이다. 기존의 케이블 형태 전기차 충전 형식보다 ‘Positional Advantage’, 즉 주차 장소에 관계없이 충전이 가능하도록 만든다는 관점에서 전기차 고객의 편의성이 증대될 것으로 예측된다.
신아현 인턴기자 (tls2246@hellot.net)
