에너지 하베스팅에 대한 관심이 높아지고 있다. 에너지 하베스팅은 버려지거나 미활용되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술을 통칭하며, 버려지는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있게 한다.

황태일 기자 hti@

지금까지 에너지 하베스팅으로 생산되는 에너지는 전력과 전압이 낮아 기술적 한계가 있었다. 이에 에너지 하베스팅은 이미 상용화가 진행된 태양전지를 제외하면 그 외 기술들의 산업화 및 상용화는 미미한 실정이다.

10여 년간의 연구로 에너지 하베스팅의 원천기술 확보
지난 2023년 9월 소니세미컨덕터솔루션(SSS)도 전력을 생성하는 에너지 하베스팅용 모듈을 개발했다며 모듈이 자체 안테나 기술에 기반해 전자파 노이즈를 고효율 전력으로 전환, 생성한다고 발표했다. 소니 측은 “에너지 하베스팅 모듈을 활용하면 수십 마이크로와트(㎼)~수십 밀리와트(㎽) 전력을 수확할 수 있다고 발표했다. 이에 인체에 해로운 전자파를 없애고 전기에너지로 변환하여 사용하는 전자파 에너지변환 기술 상용화에 성공한 (주)이맥이노베이션의 행보가 재조명되고 있다. 하베스팅 분야의 원천기술을 확보하고 있는 이맥이노베이션은 전자기파 에너지 변환 기술을 통해 전자파를 혁신적으로 감쇄시키고 전자기파 에너지 변환기를 통해 93% 전력을 생산할 수 있다. 이렇게 생산되는 전력은 전기발전, 송전탑, 일반산업, 전자기기, 일반 가정, 전자파에너지플러그 등 전기를 사용하는 모든 분야에 적용이 가능하다.

▲ 이병선 대표

소니의 기술은 마이크로미터수준의 아주 미약한 전자파 하베스팅 수준에 그친다고 평가할 수 있는 배경이다. 이병선 대표가 10여 년 전부터 개발해온 전자파 하베스팅 모듈과 시스템은 전기산업 전반에 걸쳐 산업분야, 가전분야 등에 전부 적용이 가능하다. 이에 20여개 이상의 전자파 하베스팅 분야로 국내와 미국, 유럽특허, 세계특허(PCT)도 등록 완료했다. 이를 바탕으로 남양주 수동의 한국전력 신가평 72호기 345kv송전탑에 전자파 에너지 하베스팅을 통해 항공장애 표시등, 계측기를 구동시킨 바 있다. 이병선 대표는 “전자파는 전기 및 자기의 흐름에서 발생하는 일종의 전자기 에너지로, 생태환경과 생물에 영향을 미칠 수 있다”면서 “발전부터 송전까지 약 10%의 에너지가 전자파로 소모되며, 나머지 손실 에너지는 열과 소리 에너지다. 10%의 손실전력을 에너지로 변환하면 4.85% 이상의 에너지 효율이 상승한다. 하베스팅 기술로 얻어진 버려지는 에너지를 ESS 저장기술을 통해 정전사태에 불안감도 완화시킬 수 있다”고 덧붙였다. 급변하는 세계정세 속 미래 원천 기술에 대한 국가 간 경쟁이 갈수록 치열하다. ‘얼마나 돈을 벌었는가’가 기업의 생존전략이었던 시대는 이제 과거의 이야기다. 기술패권 시대에는 ‘초격차 기술력’을 보여야만 비전이 있는 기업으로 평가 받는다. (주)이맥이노베이션의 행보가 주목을 받는 배경이다. 

에너지 하베스팅 기술을 활용한 다양한 제품 개발에 성공
(주)이맥이노베이션은 세계 최초로 고광도 항공장애표시등의 소비전력을 일일 평균 8.9W로 고효율 태양광솔라 전력과 전자파 하베스팅 하이브리드형 신기술로 만들어내며 에너지 하베스팅 선도기업으로 주목을 받고 있는 중이다. 이맥이노베이션이 선보인 고광도 항공장애표시등은 항공장애 표시등 기술 관련 두 가지 특허를 획득, 이를 적용해 여타의 항공장애 표시등과 다르게 모듈형태로 되어 있으며, 모듈별로 넓은 간격을 갖는 LED칩이 내장되어 있다. 모듈, 지지대, 상판, 하판이 모두 알루미늄 60으로 제작되어 방열특성이 우수하며, 표면적의 증가로 자연 방열률이 높으며, 필요한 각도에만 빛을 방사할 수 있어 소비전력 손실이 최소화 된다. 뿐만 아니라 LED칩의 발열량 및 부담을 감소시켰으며, 빛 방사 효율이 높아 부피를 최소화시킨다. 이러한 우수성을 인정받아 이맥이노베이션은 강원도 횡성군 공근면 부발소재 한국전력공사 765kv송전탑에 이맥이노베이션 자체기술로 개발한 고광도항공장애표시등을 설치하기도 했다. 국내외를 포함하여 최고효율의 기능을 탑재한 고광도 항공장애 표시등A, B타입 개발에 성공한 이맥이노베이션은 국가 에너지절약정책에 기여하고 전 세계 각국에 산적해 있는 험난한 산악지역에 설치되어 있는 송전탑에 ICAO국제민간항공기구에서 규정하는 법령을 준수하고 최고효율의 고광도항공장애표시등을 설치하여 항공기 충돌방지를 통해 국가시설의 안전을 확보하기 위한 지속적인 노력을 기울이고 있는 중이다.

이맥이노베이션의 전자파 변환기술은 송전선에서 발생한 전기장이 안테나에서 받아들여지면 송전선에서 발생하는 전기장의 세기가 감소하고 변환기에 그 감소한 전기장의 세기만큼 저장되며, 송전탑 전자파의 세기를 0에 가깝게 줄일 수 있다. 이에 한국전력연구원과 협력해 송전탑에 변환기 설치 및 계측기, 항공장애등을 구동전력으로 공급하는 데 적용되고 있으며 향후 고압배전 전선주의 전자파 감쇄 및 발전, 아파트 내 전자파 감쇄 및 발전, 빌딩 내 전자파 감쇄 및 발전에 적용되어 대체 에너지로 사용될 것으로 기대된다. 최근에는 가정용 전기매트에 전자파하베스팅 특허기술을 적용하여 전자기기 사용으로 발생하는 이상전류를 땅속으로 흘려보내 전자파 피해와 감전이나 정전기에 의한 사고를 방지하여 마치 실내에서도 땅의 표면에 접지해 있는 것과 같은 효과를 주는 어싱(Earthing)기술을 적용한 아이작 명품 전기매트를 선보여 폭발적인 반응을 얻고 있는 중이다. 아이작 명품 전기매트에서는 전자파가 전혀 발생되지 않는 국내외 유일의 전자파 하베스팅 특허기술이 적용된 제품으로 전자파를 전기에너지로 변환하였다가 야간에 조명등을 사용하는 기술로 개발하였다.

이맥이노베이션은 여기에 만족하지 않고 최근 주·야간에 우주에서 지구로 쏟아져 들어오는 전자파를 안테나로 포집하여 전기 에너지를 만드는 연구를 진행 중이다. 야간에는 전자파의 세기가 강하여 주간보다도 더 많은 양의 전자파를 포집해 전기에너지를 만들 수 있다는 것이 이맥이노베이션측의 설명이다. 이병선 대표는 “10여 년간 개발한 우주 전자파 하베스팅 혁신기술을 송전탑의 버려지는 전자파를 변환하여 차세대 수소발전 전력공급을 통해 신재생에너지를 생산할 것”이라며 “앞으로 탄소중립을 달성하고 미래의 에너지 분야를 선도하는 기업이 되기 위해 끊임없는 혁신적인 기술개발을 위해 혼신의 힘을 다하겠다”고 각오를 다졌다. NM