무선전력전송 및 충전 기술, 의료 기기에 적용 가능한 어플리케이션

 

1. 무선전력전송

무선전력전송은 전선없이 전기기구에 전력를 보내는 전송하는 기술이다. 휴대폰이나 TV가 무선으로 전파의 형태로 전자기 에너지를 공급 받드시 전력을 전송받아 사용하는 기술을 말한다. 무선통신에 사용하는 전력은 가정용 전력에 비해 10억분의 1정도로 약할 뿐 원리상 전기에너지를 전송한다는 점에서 비슷하다.

 

2. 무선 전력 전송의 장점

- 전선의 낭비 막음, 감전 화재사고 막음

=> 전선을 사라지게  하여 미래 전기 기술의 패러다임을 바꿀 수 있는 기술임.

- 우주에 설치된 태양광전지로부터 지구로 전력을 전송하는 일도 가능할 수 있음.

 

 

3. 무선전력전송 기술의 3가지 방식

1. 전자기유도 방식 : 변압기, 발전기, 전동기 제작시 사용되는 플레밍의 왼손 법칙 사용.

  -> 공급전력의 90% 가까이 전력 전송할 수 있음. 전송거리가 짧음.

2. 자기공명 방식 :  서로 떨어져 있는 두 소리굽쇠 사이에 공명이 일어나면 소리굽쇠가 울리듯이 전력을 전송하는 방식

  -> 공명조건에 따라 효율이 크게 달라짐

3. 마이크로웨이브 방식 : 전력을 마이크로파로 변환하여 전송하는 기술

  -> 우주에서 전력 전송할 때 사용 가능. 고고도 풍력발전기 전송 가능, 단 인체에 유해함.

 

 

4. 무선 전력 전송의 특이 적용 사항 : 신체내의 기기 작동

위에 있는 전기기기에 무선 전력을 전송하는 그림

 

브리검 여성 병원, MIT, 찰스 스타크 드랩퍼 연구소 (Brigham & Women's Hospital, MIT and The Charles Stark Draper Laboratory)의 과학자들은 실제로 무선 전송으로 동력을 공급받는 장내 센서를 개발. 이 센서는 10초마다 식도, 위, 대장 등 원하는 장기의 온도 등 정보를 제공하는데, 30mW의 에너지만으로도 작동이 가능. 현재 동물 실험만 진행함. 2~10cm 로 전력 전송 폭이 약한 단점.

 

실제로 인공심장 등의 경우 밧데리로 작동을 하며, 일정기간 이후에 밧데리를 교환하기 위해서 전신마취를 하는 대형 수술을 해야 하는데, 무선 전력 전송 및 충전 기술로 이러한 번거로움, 위험을 줄일 수 있음. 삼키는 알약 형태의 진단 센서, 병변 부위에 집중적으로 약물을 투여하는 스마트 약물 등도 가능성 있는 어플리케이션임.

 

 

 참고 

  

 http://newatlas.com/mid-field-coupling-medical-devices/49254/

 

 https://www.nature.com/articles/srep46745