<답>
1. 개요
ㅇ 무선전력전송(WPT, Wireless Power Transfer): 전선 없이 전력을 송신부에서 수신부로 전달하는 기술
ㅇ 전송거리 및 전자파 특성에 따라 비방사형(Near-field)과 방사형(Far-field)으로 구분되며, 각각 다른 전송원리와 응용분야 보유
2. 무선전력전송 기술 방사형과 비방사형 비교
가. 개념
- 비방사형: 근거리 자기장 또는 전기장의 결합을 이용한 전력전송 방식으로, 전자파가 공간으로 방사되지 않음
- 방사형: 전자파를 공간으로 방사시켜 원거리까지 전력을 전송하는 방식으로, 마이크로파나 레이저 등 활용
나. 개념도
- 비방사형: 송수신 코일 간 자기유도/자기공진 결합을 통해 근거리에서 높은 효율로 전력전송
- 방사형: 마이크로파 송신 안테나와 렉테나를 이용하여 원거리 전력전송, 빔포밍 기술로 지향성 향상
- 전송거리는 비방사형 수cm~수m, 방사형 수m~수km 수준
다. 방사형과 비방사형 비교
| 구분 | 비방사형(Near-field) | 방사형(Far-field) |
| 전송효율 | 80~95% (근거리 고효율) | 10~40% (거리에 따라 급감) |
| 전송거리 | 수cm ~ 수m | 수m ~ 수km |
| 주파수대역 | 100kHz ~ 13.56MHz | 2.45GHz, 5.8GHz (ISM) |
| 응용분야 | 스마트폰 충전, EV 충전 | 드론 급전, 우주태양광발전 |
| 전자파노출 | 낮음 (근거리 국소적) | 높음 (광역 방사) |
- 비방사형은 높은 효율과 안전성으로 상용화 단계, 방사형은 장거리 전송이 가능하나 효율 및 전자파 노출 문제 존재
3. 무선전력전송 주요 기술 방식별 비교
| 구분 | 전자기 유도 | 자기공진 | 마이크로파 | 레이저 |
| 분류 | 비방사형 | 비방사형 | 방사형 | 방사형 |
| 전송거리 | ~10cm | ~2m | ~100m | ~1km |
| 효율 | 90~95% | 80~90% | 30~50% | 10~20% |
| 정렬요구도 | 높음 | 중간 | 낮음 | 매우높음 |
| 대표응용 | Qi 충전패드 | WiTricity | 드론 무선충전 | 우주태양광 |
4. 활용 및 기술 동향
- 비방사형은 전기차 무선충전(11kW급), 스마트폰 역충전, IoT 센서 자율전원 등 실용화 확대
- 방사형은 성층권 드론 장시간 체공용 급전, 우주태양광발전소(SSPS) 실증, 재난지역 원격 전력공급 등 R&D 진행 중
- 통합기술 측면 근거리는 비방사형, 원거리는 방사형을 하이브리드로 결합한 다단계 전력중계 시스템 연구 중
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