0. 목차
- '무선전력전송'이란 무엇인가?
- '무선전력전송' 산업
- '무선전력전송'의 종류
- '무선전력전송' 기술의 응용
- '무선전력전송' 기술 표준화 동향
- '무선전력전송' 기술의 안정성 문제
- '무선전력전송' 산업 동향
- '무선전력전송' 기술 관련 업체
1. '무선전력전송'이란 무엇인가?
'무선전력전송(WPT: Wireless Power Transfer)'은 '전기에너지(Electric Energy)"를 '자기유도(Magnetic Induction)', '자기공명(Magnetic Resonance)', '전자기파(Electromagnetic Waves)' 등의 다양한 방식으로 전선 없이 손실을 최소화하면서 무선으로 전달하는 것이다. 주로 '부하(Load)'가 '배터리(Battery)'인 경우 '무선 충전(Wireless Charging)'으로 지칭하고 있다.
'무선전력전송 시스템(WPT: Wireless Power Transmission System)'의 기본 구성 요소는 전원에서 받은 '전력(Electric power)'을 '전자기 에너지(Electromagnetic Energy)'로 바꾸어 송출하는 '송신기(Transmitter)'와 무선전력을 받아 부하에 공급하는 '수신기(Receiver)'로 구성된다. 무선전력전송에 사용되는 주파수는 수십 KHz에서 수 GHz까지 다양하다.
1-1. 무선전력전송의 발전 과정
전기선을 이용하지 않고 전기 에너지를 전력원에서 원하는 장치로 전달하는 기술은 이미 1800년대에 '전자기유도(Electromagnetic Induction)' 원리를 이용하는 '전기모터(Electric Motor)'나 '변압기(Transformer)' 등의 전력기기에서 사용되기 시작하였다. 다만, 이러한 기기들은 내부에서 '코일(Coil)'로 자기장을 발생시켜 전기에너지를 전달하는 방식을 이용하기는 하나, 다른 기기에 무선으로 전력을 전송하는 것은 아니다.
'무선전력전송(WPT)'은 20세기 초부터 '니콜라 테슬라(Nikola Tesla, 1856~1943)'에 의해 '무선주파수(RF: Radio Frequency)' 기반의 연구가 시작되었다. 아래의 사진은 '니콜라 테슬라'가 세웠다가 1차 세계대전 때 철거된 57m 높이의 무선전력전송용 탑이다. 이후 1950년대 중반, '마이크로파(Microwave)'에 의해 비행체에 대한 전력을 전송을 목적으로 '전파 방사(Radio Emissions)' 방식이 제안되어, 1960년대에는 무인 헬리콥터의 비행 실험이, 1970년대에는 약 30kW 정도의 전력수전을 위한 지상 원거리 무선송전 실험이 성공하였다.
이처럼 제한적인 범위에서 사용되었던 무선전력전송 기술은 2007년 MIT 물리학과의 '마린 솔자치치(Marin Soljacic, 1974~)' 교수가 이끄는 연구팀이 '자기공명(Magnetic Resonance)'이라는 새로운 무선전력전송 기술을 이용하여 2m 거리에서 무선으로 램프에 전원을 공급하는 연구결과를 발표하면서, 산업계 및 학계의 주목을 받게 되었다.
1-2. 무선젼력전송 기술로 전자기기에 에너지를 공급한다.
최근에는 다양한 방식의 무선전력전송 기술을 이용하여 여러 종류의 전자기기에 무선으로 에너지를 공급하기 위한 연구·개발이 진행되고 있다. 특히 '전자기장(Electromagnetic Field)'을 이용한 무선전력 전송은 관련 시장의 확대와 배터리 기술의 개발진전 등에 힘입어 최근 저전력을 활용하는 '스마트폰(Smart Phone)', '노트북(Note Book)', '태블릿 PC(Tablet PC)', '웨어러블 기기(스마트 워치, 스마트 글래스 등)', 'IoT 기기', '이동체 로봇', '드론(Drone)', 대전력을 활용하는 '전기차', '철도', '항공', '우주' 등에 이르기까지 여러 분야에 적용이 가능하다.
즉, '스마트 기기(Smart Device)'의 사용시간 증가에 따라 배터리의 잦은 충전을 해결하기 위하여 '편리하고 안전한 무선충전'을 내세움으로써, 기존의 유선충전 대비 충전의 자유도를 높여 사용자의 편리성을 개선하고, 배터리의 교체시기를 늦춰 유지비용을 절감하는 기술로 제시되고 있다. 아울러 보다 먼 전송거리를 확보하고 다수의 이종기기에 동시에 전력을 공급할 수 있는 기술도 개발·활용될 전망이다.
그 밖에도 '무선전력전송(WPT: Wireless Power Transfer)'은 마이크로파 방식을 바탕으로 원거리 무선전력전송의 가능성이 여전히 존재하고 있어 '항공', '우주' 분야의 선진국이 추진하는 '우주 태양광 발전(SBSP: Space-Based Solar Power)' 등과 같이 중장기적인 계획도 구상되고 있다. 특히 '미국 항공우주국(NASA: National Aeronautics and Space Administration)'의 관련 계획과 더불어 '일본', '유럽', '중국'의 항공우주개발기구에서도 유사한 계획을 추진 중이다.
2. '무선전력전송' 산업
2-1. 무선전력전송' 산업의 특징
'무선전력전송' 산업의 특징은 '성장기 산업', '기술집약적 산업', '높은 안정성이 요구되는 보수적인 산업', '고부가가치 산업', '다양한 기술이 집약된 융복합 산업'으로 요약할 수 있다.
- 성장기 산업: 무선전력전송 산업은 안전 및 효용성 측면에서 사용자에게 많은 장점이 있어 세계 주요 완성차 업체 및 IT 업체들의 집중적인 투자가 가속화되고 있는 등 관련 산업들이 고속 성장할 것으로 전망된다.
- 기술집약적 산업: 무선전력전송 산업은 관련 기술을 확보하기 어렵고 안정성 및 신뢰성에 대한 장기간의 검증이 필요하므로, 기술개발에서 제품화까지 단기간에 이루어지기는 어려우며 기술인력 확보가 중요한 산업이다.
- 높은 안전성이 요구되는 보수적인 산업: 전력전송을 위한 전자기파가 발생하여 타 전자제품에 비해 제품 인증 과정에 있어서 엄격한 측정이 중요하고 인체 유해성에 대한 검증을 선행해야 시장에 출시할 수 있다.
- 고부가가치 산업: 무선전력전송 기술 산업은 자동차, 스마트 기기, 가전 기기, 의료용 기기 등 다양한 산업에서 필요하며 중소기업이 전문적으로 개발하고 고부가 가치를 창출할 수 있는 특징을 갖고 있다.
- 다양한 기술이 집약된 첨단 융복합 산업: 무선전력전송은 'AC/DC 변환 기술', '공진 회로 기술', '고주파 스위칭 기술', '마이크로파 변환 기술', 'RF/DC변환 기술' 등이 요구되므로, '정보통신', '전력전자', '디지털 신호처리' 등 다양한 분야의 기술이 요구된다.
2-2. '무선 전력 전송' 산업의 구조
'무선전력전송' 산업을 일반적인 '제조업이 가지고 있는 부품', '최종제품', '수요처'의 '가치사슬(Value Chain)'을 가지고 있다. 이에 따라 부품 제조·공급에 해당되는 후방 산업은 무선 충전용 '마이크로컨트롤러(MCU: Micro Controller Unit)', '전력 반도체(Power Semiconductor)', '공진 회로(Resonance Circuit)', '코일(Coil)', '차폐재(Shielding Material)' 등 '부품(Parts)'과 '칩(Chip)' 제조업체들이 형성하고 있으며, 전방 산업은 생산된 '무선 충전 제품(모듈, 패드, 송·수신기 등)'을 활용하는 대기업 위주의 휴대폰 제조업체, 애프터마켓용 제품의 유통·판매업체, '기타 다양한 산업(자동차, 헬스케어, 일반산업용 등)'에서 관련 제품을 활용하고 있는 업체들이 포함된다.
- 후방 산업(부품 제조·공급): 무선 충전용 '마이크로컨트롤러(MCU: Micro Controller Unit)', ''전력 반도체(Power Semiconductor)', '공진 회로(Resonance Circuit)', '코일(Coil)', '차폐재(Shielding Material) 등 '부품'과 '칩(Chip)' 제조업체
- 전방 산업(무선 충전 제품을 활용하는 완성품 업체): 생산된 '무선 충전 제품(모듈, 패드, 송·수신기 등)'을 활용하는 대기업 위주의 휴대폰 제조업체, 애프터마켓용 제품의 유통·판매업체, '기타 다양한 산업(자동차, 헬스케어, 일반산업용 등)'에서 관련 제품을 활용하고 있는 업체
2-3. '소전력 분야 → 대전력 분야'로 확대될 것으로 전망
'무선전력전송(WPT)'은 모바일·스마트 기기를 위주로하는 '소전력 분야'의 업계형성이 활발해지면서, 최근에는 '대전력 분야'의 업계 활성화도 더욱 분명해지는 추세이다. 이는 전반적인 무선 충전 시장의 활성화에 따른 응용분야 확장에 따른 것으로 분석된다. 향후 참여업체의 수와 범위는 '응용분야의 성장세', '타 분야의 융합', '무선 충전 방식의 표준화 그룹별 시장 선점·우위' 등에 따라 크게 달라질 것으로 예상된다. 무선충전방식의 표준화 그룹으로는 'CEA(Consumer Electronics Association)', 'WPC(Wireless Power Consortium)', 'AFA(Airfuel Alliance)' 등이 있다.
- 소전력 분야: '소전력 분야'의 경우, '스마트폰의 무선충전제품(모듈, 패드, 리시버 등)'의 제조 및 유통에 관계된 업체가 주를 이루고 있다. 현재 주요 방식으로 사용되는 '자기유도 방식'과 '자기공명 방식'의 모듈, 패드, 리시버 등의 제조·유통 업체가 대부분을 차지한다.
- 중전력 분야: '중전력 분야'는 이미 전기자전거, 로봇, 드론 등과 같은 가전 분야와 서비스 분야를 중심으로 IoT와 관련된 다양한 제품에 응용되기 시작했다. 일반의 생활에 밀접하게 관련되어 있는 만큼 기존의 소전력 분야에서 일정 지위를 차지한 업체들이 상당 부분 진출하고 있다.
- 대전력 분야: '대전력 분야'에서도 전기차의 확산에 따라 '주행 중 충전'을 위한 분야와 '무선 충전 등에 대한 표준화', '정부·공공기관·대학·연구소와의 협업에 따른 원천·기초 기술 개발 및 인프라의 확보'가 이루어지고 있다 또한 이를 응용하여 사업화·상용화하기 위한 목적에서, 관련 업체의 참여에 따라 전반적인 업계가 형성되고 형성되고 있다.
- 대형프로젝트: 단, 항공·우주 등과 같이 국가 차원의 연구·개발·수행이 필요한 대형 프로젝트의 경우에는, 국책 연구기관을 필두로 하여 프로젝트의 과제를 위한 '부품·자재의 생산·공급', '기반기술의 확보에 필요한 인력' 등의 참여 수준에서 시장이 형성되고 있다. 관련 업계도 장기적인 차원에서 형성될 것으로 보인다. 따라서 '컨슈머(Consumer)' 위주의 제품을 통해 형성되는 소전력 관련 업계의 확대가 정부 위주의 대형 사업·프로젝트, 인프라 구조의 대전력 관련 업계로의 확대를 뒷받침하고 있으며, 향후 업계전반의 확대로 이어질 전망이다.
3. '무선전력전송'의 종류
'무선전력전송(무선충전)' 기술은 전자기장을 이용하여 전기에너지를 선 없이 부하로 전달하는 기술로, 에너지를 전달하는 '송신부'와 공급받는 '수신부'의 거리에 따라서 '근거리 전송'과 '원거리 전송'으로 구분할 수 있다.
'무선전력전송(무선충전)' 기술은 에너지를 전달하는 방식에 따라 '자기장 방식', '전자기파 방식', '레이저 방식', '초음파 방식' 등으로 구분된다. 이중 '자기장 방식'은 현재 가장 널리 활용되는 방식으로 크게 '자기유도(Magnetic Induction)'' 방식과 '자기공명(Magnetic Resonance)' 방식으로 구성되어 있다. '자기장 방식'은 타 방식과 비교하여 높은 효율을 유지할 수 있는. 장점이 있으나, 거리가 짧은 것이 단점이다. RF 방식은 장거리의 전송이 가능하고 사용자의 '위치추적', '경로회피'에 따른 인체 유해성 문제의 해결이 가능한 장점이 있으나, 효율이 낮은 단점이 있다. 그 밖에 '적외선 방식'은 레이저를 활용하여 출력이 높은 반면, 높은 에너지 밀도에 의한 인체 유해성 문제가 존재한다. '초음파 방식'은 인체에 무해하다는 장점이 있으나, 전송거리가 짧고 효율이 낮다는 단점이 존쟇나다.
특히 '자기장 방식'의 무선충전 중 '자기유도 방식'은 효율이 높으나, 공극이 1cm 보다 작은 비접촉 방식의 활용만 가능하다. '자기공명 방식'은 효율이 높고 접촉식 대비 수십 cm의 거리에서 활용이 가능하나, 여전히 거리제약이 존재하며 수신단의 위치변경이 불가능한 점이 존재한다. 이에 따라 수신단의 이동이 가능한 'Magnetic-MIMO(Magnetic Multiple Input and Multiple Output)' 기술도 제안되고 있다.
| 무선전력전송 기술 | 분류 | 설명 | 거리 |
| 자기유도 방식 | 자기장 방식 | 송수신 코일 사이에 자기유도 전류를 일으켜 전송 | 근거리 |
| 자기공명 방식 | 자기장 방식 | 송신부와 수신부 코일의 공진주파수를 일치시켜 전송 | 근거리 |
| RF 방식 | 전자기파 방식 | '전력'을 '전파'로 바꾸어 전송 | 원거리 |
| 마이크로파 방식 | 전자기파 방식 | '전력'을 '마이크로파'로 바꾸어 전송 | 원거리 |
| 적외선 방식 | 전자기파 방식, 레이저 방식 | '전력'을 '적외선'으로 바꾸어 전송 | 원거리 |
| 초음파 방식 | 초음파 방식 | '전력'을 '초음파'로 바꾸어 전송 | 원거리 |
3-1. 자기유도 방식 무선전력전송
'자기유도(Magnetic Induction)' 방식은 코일에 유기되는 자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식이다. '변압기(Transformer)'와 같이 1차 코일에 흐르는 전류로부터 발생하는 자기장의 대부분이 2차 코일을 통과하면서 2차 코일에 '유도전류(전자기유도 법칙에 따른 유도기전력에 의해 회로에 흐르는 전류)'가 흘러 부하로 에너지를 공급하는 기술이다. '자기유도(Magnetic Induction)'의 기본 원리는 '앙페르의 법칙(Ampere’s law)'과 '페러데이 전자기 유도 법칙(Faraday's law of electromagnetic induction)'으로 설명된다.
'자기유도' 방식의 특징은 각 코일이 가지고 있는 고유 '공진주파수(Resonance Frequency)'가 실제 에너지를 전달하는 전송 주파수와 달라도 된다는 점에 있다. 이는 코일의 소형화를 가능하게 하지만, 코일의 크기가 줄어듦에 따라 전송 가능한 거리 또한 줄어든다는 단점을 동시에 가지게 된다. 현재 자가유도 방식은 대부분의 휴대기기의 무선충전에 적용되고 있으며, 일부 전기자동차 무선충전에 이용되고 있는 방식이다.
3-2. 자기공명 방식 무선전력전송
'자기공명(Magnetic Resonance)' 방식은 '1차 코일'에 흐르는 전류로부터 발생하는 '자기장(Magnetic Field)'들이 '2차 코일'을 통과하여 '유도전류'가 발생하는 것은 '자기유도' 방식과 유사하다. 하지만 1차 코일의 '공진주파수(Resonance Frequency)'와 2차 코일의 공진주파수가 모두 동일하게 제작되어 코일 간의 공진 모드 에너지 결합을 통해 1차 코일에서 발생한 에너지가 2차 코일로 전달되는 방식이다.
'자기공명' 방식은 원거리 전자파 방사와는 달리 주파수·파장에 비해 짧은 거리에서의 전달로 근접장 효과를 이용하고, 기존의 자기유도에서 나아가 송·수신부의 공진 주파수를 일치시켜, '자기유도(Magnetic Induction)' 방식에 비해 전송거리 측면에서 유리하다. 그러나 '송·수신 코일의 공진주파수'와 '에너지 전송 주파수'가 동일하게 제작되어야 하여, 공진기의 높은 '품질 계수(Quality Factor)'를 확보하기 위해 각 코일의 크기가 자기유도 방식에 비해 크게 제작되어야 하고, 코일 구조가 복잡하며, 주위 환경에 민감하다는 단점이 있다. 대신 '자기공명(Magnetic Resonance)' 방식은 '자기유도(Magnetic Induction)' 방식에 비해 다양한 분야에 적용이 가능하다.
MIT에서 제안된 MagMIMO 기술은 원하는 방향으로 '자기공진' 결합을 증가시켜 유효 거리 내의 수신기에 최대 효율로 전송한다. 충전기에서 충전할 기기를 감지할 경우, 전력을 자기장 '빔포밍(Beamforming)' 형태로 전송하는 방식이다. 무선 충전 규격 Qi 1.2에서 지원하는 4.5cm보다 6배 이상 먼 거리에서 충전이 가능할 뿐 아니라, 수신단이 이동하더라도 적응적으로 수신단에 전력을 보내줄 수 있는 장점이 있다. 또한 6개 송신기 입력신호의 크기와 '위상(Phase)'을 제어하여 임의의 방향으로 '자기장 빔(Magnetic Field Beam)' 형성이 가능한 기술이며, 6대 이상의 기기에 대한 무선전력전송 기술도 개발 중이다.
3-3. 마이크로파 방식 무선전력전송
방송이나 무선통신에 이용되는 '원거리 전송'이 가능한 전자파를 이용하는 '마이크로파(Microwave)' 방식은 '빔포밍(Beamforming)'과 사용자의 위치 추적 및 경로 회피 등을 이용하여 대용량 전력전송이 가능하다. 일반적으로 무선 구간 효율을 높이기 위해 '배열 안테나(Array Antenna)'를 사용하는데, 낮은 주파수의 경우 안테나 크기가 커지는 문제점이 있고, 높은 주파수의 경우 전력 증폭기와 정류기의 효율이 낮아지는 단점이 존재한다. 현재 2.45GHz, 5.8GHz, 20GHz 등 ISM 대역을 화용하여 고출력의 전자파를 원거리 전송하는 다양한 마이크로파 방식의 전력전송 기술이 연구되고 있다. 하지만 '거리 극복 문제'와 '인체 유해성 영향' 등의 문제로 상용화에 어려움이 있어, 이를 해결할 수 있는 기술이 필요하다.
원거리 전송 시 '마이크로파' 방식의 장점은 대기나 비에 의한 '송전 전력의 감쇠나 변동이 작다는 점'과 '송전·수전 장치의 기술적 성숙도가 높다는 점'이다. '우주 태양광 발전(SBSP: Space-Based Solar Power)' 뿐 아니라 지상에서 마이크로파를 사용한 무선 급전의 개발이 진행되고 있다. '송전 소자'와 '수전 소자'의 전력변환 효율도 높다. 그러나 주파수 면허의 획득이 필요하고, 마이크로파와 전리층의 상호작용이나 영향평가가 과제이다. 마이크로파 '송전부'로는 '전자관(Electron Tube)'과 '반도체(Semiconductor)'의 연구가 진행되고 있다. '전자관'은 고효율이지만 무겁고, '반도체'는 가볍지만 효율이 낮다.
3-4. RF 방식 무선전력전송
'RF 방식'의 무선전력전송 분야는 'RF(Radio Frequency, 무선주파수)' 신호에 의해 에너지를 전송하며, 원거리 전송이나 이동 중에 충전이 가능한 장점이 존재한다. 그 중에서도 상시충전에 따른 저장장치의 용량절감, 다양한 이동통신 기기의 소형화가 큰 장점이다.
예를 들면, 미국의 '오시아(Ossia)'는 'Cota 시스템(Cota System)'을 개발하였다. 'Cota 시스템'에서는 수신기 내에 위치한 저전력 '비콘(Beacon)'으로 위치 및 주변 환경을 인지하고, 에너지 전송을 원하는 방향으로 집중하거나, 충전 중의 전자파로 인한 인체 유해성 문제를 해결하고 있다. 특히 2.4GHz 대역의 전파 신호를 사용하며, 각종 모바일 기기에 최대 1W의 전력을 전송하여 충전이 가능하다. 최대 전송거리는 10m 수준이며, 동시에 다수의 모바일 기기에서 무선 방식에 의한 충전이 가능하며, 최대 효율은 9m 거리에서 12.5% 수준이다. 2.4GHz 대역의 시스템에 대하여 FCC 인증을 획득하였고, 5.8GHz 대역으로도 최대 9~15m에서 작동하는 제품 'Cota Forever Tracker'의 인증도 획득하였다.
한편, 미국의 '에너저스(Energous)'는 900 MHz의 주파수를 사용하여 90cm의 거리에서 FCC 규정을 만족하는 무선전력전송 시스템 'WattUp'의 개발뿐만 아니라, 일반 와이파이 주파수 대역인 5.7~5.8 GHz를 통해 6m 거리에서 최대 1W의 전력전송이 가능한 제품도 발표한 바 있다. '에너저스'의 제품은 '트랜스미터(DA4100)', '리시버(DA2210/2223)' 외에도 기타 DC 레귤레이터 및 '고출력 전력증폭기(DA3210)', '배터리 충전기' 등이 있으며, 일본에서도 규제 승인을 획득하여 기술적 토대를 확보하였다. 현재 '에너저스(Energous)'사의 제품은 동시에 12개까지 다양한 기기를 대상으로 6m의 거리에서 최대 4W 전력으로 충전을 지원한다. 이후 에너저스는 '트랜스미터(DA4100)'와 '고출력 전력증폭기(DA3210)'을 통합한 모듈 'EN7410M'도 발표하였다. 이는 통합 모듈을 활용하여 다양한 제품에 쉽게 적용이 가능함을 의미한다.
3-5. 레이저 방식 무선전력전송
전송 매체로 '빛(Light)'을 이용하는 '레이저 방식'은 레이저나 LED 등의 광원을 사용하여 전기에너지를 '광 에너지(Light Energy)'로 변환시키고, 이를 수신하여 다시 전기에너지로 변환시키는 방식이다. '레이저 방식'은 다른 방식들에 비해 전송거리가 길고, 전자파 및 통신 간섭 문제에 안전하다. 하지만 '고출력 레이저' 같은 방식은 높은 '에너지 밀도'로 인해 인체에 유해한 문제가 있다. 또한 야외에서는 환경 요인에 취약하므로, 수신 포커싱에 대한 민감도가 문제점으로 지적된다.
이에 따라 레이저 방식의 무선전력전송을 위해 '고출력 연속 발진 레이저 광원기술', '고출력 레이저 구동회로 기술', '초정밀광학기술 등 연관기술의 융합 및 응용이 필수적이다. 또한 1km 이상의 장거리 전력전송을 위해서는 '전력변환 기술', '고속 이동 물체 추적기술', '양방향 통신 기술' 등의 개발도 요구된다.
이스라엘의 '와이차지(Wi-Charge)'사는 적외선 레이저를 사용하여 10m 거리에서 10W의 전력을 공급할 수 있는 제품을 출시하였다. 스마트폰을 비롯하여 'IP 카메라', '스마트센서' 등에 활용이 가능하도록 천장 등에 설치가 용이한 전구 모양의 '파워 트랜스 미터(Power Transmitter)'로 부터 적외선 빔에 의해 '태양전지 셀(PV Cell: Photovoltaic Cell)'을 가진 '무선전력 리시버(Wireless Power Receiver)'로 전력을 전송하는 제품이다. 이에 따라 카페 등과 같이 상업적이 목적의 공공장소에 활용이 가능하며, FDA 승인도 획득하였다. 단, 거리에 반비례하여 효율이 급격히 떨어지고, 레이저와 관련된 빔의 파장에 노출된 인체의 안전성을 보증하기가 쉽지 않다는 기술적 문제도 존재하고 있다.
3-6. 초음파 방식 무선전력전송
'초음파(Ultrasonic Wave)' 방식은 송신기로부터 에너지 및 데이터를 '초음파(Ultrasonics Wave)'로 변환, 전송한 이후, 초음파로부터 전기에너지로 복원, 사용하는 방식이다. '초음파'는 고출력 레이저 등에 비하여 인체 피부에 99.9% 반사되므로 무해하다는 장점이 있다. 하지만 송신기·수신기가 장애물 없이 가시선상에 위치해야 효율적인 에너지 전송이 가능하며, 아직까지의 데이터 전송용량과 효율이 낮다는 단점이 있다.
특히 '인체 삽입형 의료기기'의 충전을 위하여 '자기유도(Magnetic Induction)' 혹은 '자기공명(Magnetic Resonance)' 방식과 비교 시 초음파 방식은 소자 크기 대비 전달효율이 높고, '생체에 적합한 티타늄 기반의 금속 패키징', '낮은 피부의 열 흡수' 등의 장점을 가지고 있어, 지속적인 성장 가능성이 존재한다. 국내 연구진에 따르면, 초음파 구동에 의해 체내에서 마찰전기를 생성하여 의료기기의 전원을 공급하는 충전 기술이 제시되고 있다. 외부의 초음파가 체내에 삽입된 특정 소재의 변형을 가져오고, 변형에 따른 진동으로 유도되는 마찰전기에 의해 높은 수준의 전기에너지를 발생시키는 원리이다.
4. '무선전력전송' 기술의 응용
스마트폰의 대중화에 따라 이동형 전자기기의 충전 수요가 증가하면서, 유선 충전기 없이 언제 어디서나 자유롭게 배터리를 충전할 수 있는 기술에 대한 요구가 증가하게 되었다. 이에 따라 이를 충족시킬 수 있는 무선전력전송 기술에 대한 관심도 같이 증가하게 되었다. 또한 친환경 전기자동차의 수요가 꾸준히 증가함에 따라, 전기자동차 배터리 충전의 자유도를 제공함과 동시에 단락·단선으로부터 안전한 무선 충전 기술에 대한 연구도 같이 진행하고 있다.
고효율의 무선전력전송 기술은 '스마트폰', '노트북', '태블릿 PC', 'IoT 기기', '웨어러블 기기(스마트 워치, 스마트 글래스, 스마트 링 등)', '이동체 로봇', '드론' 외에 대전력을 활용하는 '전기자동차', '철도', '항공', '우주' 등에 이르기까지 여러 분야에 적용이 가능한다. 고효율의 무선전력전송 기술은 전력 IT 융합 분야의 핵심 기술로서, 전력 손실을 최소화화하면서 무선으로 장소에 구애받지 않고 전력을 공급할 수 있게 하여, 4차 산업혁명에 필요한 스마트 기기 및 시스템의 확산과 관련 서비스 활성화에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. '무선전력 전송'은 기존의 유선 충전 대비 충전의 자유도를 높여 사용자의 편리성을 개선하고 배터리의 교체 시기를 늦춰 유지 비용을 절감하는 기술로 제시되고 있다. 아울러 보다 먼 전송거리를 확보하고, 다수의 이종 기기에 동시에 전력을 공급할 수 있는 기술도 개발·활용될 전망이다.
그 밖에도 무선전력전송은 '마이크로파 방식'을 바탕으로 원거리 무선전력전송의 가능성이 여전히 존재하고 있어 항공·우주 분야의 선진국이 추진하는 '우주 태양광 발전(SBSP)' 등과 같이 중장기적인 계획도 구상되고 있다. '우주 태양광 발전(SBSP: Space-Based Solar Power)'이란 24시간 태양광 발전이 가능한 우주에서 발전된 전력을 '마이크로파(Microwave)'로 지상에 보내어 에너지를 확보하는 방법이다.
4-1. 모바일 기기용 무선전력전송
현재 상용화되어 있는 모바일용 무선 충전 제품들은 '자기유도(Magnetic Induction)' 방식을 이용한 비접촉식 무선전력전송 방식으로, 송전 거리가 수 mm인 단점이 있으나 구현이 쉽고 효율이 높다. 스마트폰 충전을 위한 충전 패드가 대부분이지만, '웨어러블(Wearable)' 제품에도 적용이 시도되고 있다.
4-2. 전기자동차용 무선전력전송
'온라인 전기자동차'는 전기차의 배터리를 줄이는 대신, 주행 중이나 정차 중에 무선으로 전력을 실시간으로 전송하여 자동차를 운행하는 방식이다. '온라인 전기자동차'는 '카이스트(KAIST)'에서 활발히 연구되고 있지만, '급전 라인의 매설 비용' 및 '전압강하 문제'가 존재한다. KAIST에서 개발된 온라인 전기자동차 무선 충전 방식은 도로에 '세그먼트(Segment)' 방식으로 매설된 급전 코일과 버스에 내장된 집전 코일을 통해 20cm의 거리에서 최대 83%의 전송효율로 100kW의 전력을 전달하여 전기버스의 배터리를 충전하는 기술로, 주행 중에도 충전이 가능하다.
전기자동차가 사용화됨에 따라 충전 편리성을 높이기 위하여 '충전 플러그(Charging Plug)'를 이용하지 않고, 주차 중에 무선으로 전력을 전송하여 충전할 수 있는 시스템에 대한 개발도 활발하게 이루어지고 있다. 특히 자동차와 송전기를 자동으로 정렬하여 편리성을 높이고, 충전효율도 높게 유지하기 위한 연구들이 진행되고 있다.
4-3. 전기열차용 무선전력전송
'한국 철도기술 연구원(KRRI: Korea Railroad Research Institute)'은 2014년 4월 세계 최초로 '대용량 고추파(60kHz·1MW급)' 무선전력전송 기술을 이용하여, 철도를 따라 설치된 무선 급전 장치에서 60kHz의 고주파 전력을 자기장으로 변환, 기차 위 전차선이 아닌 열차 바닥에 전기를 공급하여 기차를 움직이는 데 성공하였다. 무선전력전송을 이용하면 전차선 설비 부품에 대한 유지·보수·교체가 필요 없다는 장점과 시설 보수 작업이 지상에서 이뤄지기 때문에 이에 따른 비용도 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 전차선이 없어짐에 따라 남은 윗공간을 활용하여, 2층 열차와 같이 복층으로 설계된 기차를 사용할 수도 있다.
4-4. 드론용 무선전력전송
미국 '와이보틱(WiBotic)'사는 드론에 무선전력전송 서비스를 제공하는 무선 충전 플랫폼을 개발하였다. '와이보틱(WiBotic)'의 충전 시스템은 상용 드론의 외부에 쉽게 장착할 수 있으나, 착륙장의 크기에 비해 송신 공진기의 크기와 작아 드론의 정밀한 착륙 제어가 필요하다.
'한국전자통신연구원(ETRI: Electronics and Telecommunications Research Institute)'에서는 '자기공명(Magnetic Resonance)' 방식을 사용하여 수신 코일의 위치에 상관없이 일정한 효율을 유지하고, 충전 영역을 증가시킨 '상용 드론 무선 충전 시스템'을 개발하였다. ETRI의 무선 충전 시스템은 140kHz 대역의 '자기공명(Magnetic Resonance)' 방식을 사용하였다.
4-5. '우주 태양광 발전'을 위한 무선전력전송
'우주 태양광 발전(SBSP: Space-Based Solar Power)'은 우주에서 '태양전지(Solar Cell)'를 이용하여 발전한 후, 지구로 그 에너지를 전송한다는 개념의 발전 시스템이다. 이 아이디어는 '피터 글레이저(Peter Glaser, 1923~2014)' 박사가 1968년에 발표했고, 미국 NASA는 'SPS(Sun Power Satellite)'라고 알려진 프로젝트를 통해 지구를 도는 위성에서 '태양전지'를 통해 전력을 생산하고, 이를 지상에 전파의 형태로 전송하고, 사막에 설치된 지상 안테나 어레이를 통해 에너지를 생산하고자 하였다. 하지만 효율성이 낮고, 마이크로파가 인체에 치명적인 영향을 미치는 문제로 무산되었다.
4-6. 의료기기를 위한 무선전력전송
인구 고령화와 복지 증진에 따라 인체 삽입형 의료기기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 더 다양한 기능을 제공하는 제품들이 출시되고 있다. 반면 '삽입형 의료기기'의 배터리는 한정된 사용시간으로 환자들에게 고통을 주고, 응용에 한계가 있었다. 하지만 '무선전력전송' 기술을 이용하면 무선으로 자주 충전할 수 있으므로, 배터리 용량을 낮추거나 전선을 제거함으로써 생체의료기기의 소형화가 가능해져 '초소형 심장박동기', '초미세 내시경' 등과 같이 인체 내에 삽입하거나 이식함에 있어 부담이 전혀 없을 만큼 작고 가벼운 생체의료기기들이 등장할 것으로 보인다.
인체 내부로 전력을 무선으로 전송하는 기술로 크게 '전자기파를 이용하는 방식'과 '초음파를 사용하는 방식'이 개발되고 있다. 무선전력전송 기술을 인체 삽입용 무선 충전 전원 모듈에 적용하기 위해서는 우선적으로 인체 유해성 문제가 없어야 한다. 초음파 무선전력전송 방식은 '강유전체(Ferroelectrics)'의 '압전효과(Piezoelectric effect)"를 이용하여, 외부에서 초음파를 생성하여 인체 내부로 전송한 후 내부의 압전체로 구성된 초음파 수신기가 '음향 에너지'를 '전기 에너지'로 만들어 전력을 전송하는 방식이다. 생체조직이 매질인 경우, 일반적인 작동 주파수 대역 및 동작 조건을 볼 때, '초음파 공진 방식'이 '전자기파 방식'에 비해 온도 상승 측면에서 더 유리하다. 다만 초음파 방식은 기계적 진동이 유발되나, 이는 인체에 심각한 영향을 주지는 않을 것으로 보인다.
5. '무선전력전송' 기술 표준화 동향
'무선전력전송' 분야는 에너지를 전달하는 방식에 따라 '자기장 방식', '전자기파 방식', '초음파 방식'으로 분류할 수 있으며, 전송 방식의 차이에서 오는 장·단점으로 인해 방식별로 '전송 거리' 및 '효율'의 차이를 나타내고 있다. 이러한 전송 방식들이 가지고 있는 장·단점으로 인하여 최종제품에 대한 '상호 호환성', '상호 공존성'을 목표로 국내외 여러 표준화 기구들에서 '표준화(Standardization)' 작업이 진행되고 있다. 특히 제품화와 시장 선점에 관심이 높은 글로벌 기업들은 각자의 민간 표준단체를 구성함으로써 국제표준화에 발 빠르게 대응하고 있다. 무선 충전 표준 단체들로는 '자기유도방식을 기반으로 하는 'WPC(Wireless Power Consortium)'과 '자기공명 방식'과 '자기유도 방식'을 병행하는 'AFA(AirFuel Alliance)'로 나누어져 있다.
5-1. WPC 표준화 동향
'WPC(Wireless Power Consortium)'는 유럽 국가를 중심으로 무선 충전에 대한 표준을 제정하기 위해 2008년에 설립되어 자기유도 방식의 무선 충전 표준인 'Qi' 규격을 공표하였다. 'Qi 1.2'에는 급속충전과 15W 급 송신기와 수신기, '송신기의 발열 시험의 개선 부분', '이물질 탐지에 대한 제한 기준 변경', '수신기 식별' 등에 대한 기술사양이 포함되어 있다. '애플(Apple)'을 비롯한 209개의 회원사로 구성되어 무선 충전 기기의 민간표준화 및 상용화를 주도하고 있다.
한국에서는 '한국무선전력전송 포럼(KWPF: Korea Wireless Power Forum)'과 '한국 전파진흥 협회(RAPA: Korea Radio Promotion Association)'가 WPC와 파트너십을 맺고 있으며, '한국정보통신기술협회(TTA: Telecommunications Technology Association)'가 아시아 최초로 WPC 상호 호환성 시험소로 지정받아 운영하고 있다.
5-2. AFA 표준화 동향
'AFA(AirFuel Alliance)'는 북미지역 주도의 자기유도 방식 표준 단체인 'PMA(Power Matter Alliance)'와 자기공명 방식 무선 충전 표준 단체인 'A4WP(Alliance for Wireless Power)'가 2015년에 합병되어 탄생한 단체이다. WPC가 선점하고 있는 무선 충전 시장을 '자기공명' 방식으로 확대하기 위한 노력을 하고 있으며, '삼성(Samsung)'과 '퀄컴(Qualcomm)'이 주축을 이루고 있다. 그러나 WPC와 달리 회원사에만 규격 공개를 하고 있어, 비회원사가 내용 파악을 하는 데는 어려움이 있다. AFA 내에는 7개의 Working Committee가 있고, 그중 'UWC(Uncoupled Working Committee)'에서는 자기장 방식이 아닌 'RF', '레이저', '초음파'를 이용한 무선전력전송과 무선 충전에 대한 기술 사양을 논의하고 있다. 한편 TTA는 WPC 시험소뿐 아니라 AFA의 국제 공인시험소로 지정받아 시험인증 서비스를 제공하고 있다.
6. '무선전력전송' 기술의 안정성 문제
6-1. 전자파에 대한 인체 유해성 문제
'자기장 방식' 중에서 2023년 기준 '자기유도 방식'이 상용화의 비중이 가장 높은 것으로 추산되고 있으며, 이는 인체 건강에 대한 문제가 일정 수준 검증되어 있기 때문으로 분석된다. 전자파에 대한 인체 유해성 문제는 '무선전력전송(무선 충천)'의 대중화에 있어서 넘어야 할 걸림돌 중 하나이므로, 중요한 기술적 테마 중 하나로 제시된다.
무선 충전의 주요 전송 방식은 전자파를 이용하여 무선으로 전력을 전달하므로, 전자파의 발생이 필연적이다. 물론 미약한 전자파가 인체에 악영향을 주는 명확한 연구결과는 없으나, 극저주파 전자계가 소아암을 일부 발생시킬 수 있다는 역학연구 등의 결과로, 전자파의 인체 영향에 대한 불안감을 잔존하고 있다. 이에 따라 국내외 전자파 인체보호 기준을 고려하여, 인체 보호 기준으로써 자극 작용의 기준이 되는 '환경 전자기장 세기', 열작용의 기준이 되는 '전자파비흡수율(SAR: Specific Aborpton Rate)'등에 대한 동시 만족을 요구하고 있다.
6-2. 시스템에 대한 위험요소
그 밖에도 소전력이 아닌 대전력 분야에서는 전압이 크게 증가함에 따라 각 모듈의 소자 파손 혹은 절연파괴에 따른 전체 시스템에 대한 위험요소로 작용할 수 있는 문제도 존재한다. 이에 따라 자기장 방식의 활용 시 송신 코일 및 수신 코일은 코일의 구조에 따랄 각 위치별로 걸리는 내압이 낮으므로, 최대 내압이 케이블의 설계 내압 대비 낮도록 공진 구조를 형성 시 '커패시터(Capacitor)'의 위치를 내압이 높아지도록 선정하거나, 케이블의 내압 특성을 파악하여 적절하게 절연 보강을 해주기 위한 기술 등이 개발되고 있다. 아울러 전자파 간섭 문제 등을 해결하기 위하여, '전자파 차폐 재료의 개발', '비복사 공진 코일 구조설계와 같은 연구·개발'도 진행되고 있다.
7. '무선전력전송' 기술 관련 업체
'무선전력전송(무선 충전)'은 '스마트 기기(Smart Device)', '웨어러블 기기'의 사용 증가로 관련 송신기/수신기 및 이에 사용하는 모듈/부품의 성장세가 나타나고 있다. 또한 스마트폰 제조업체 위주의 개발 및 생산·판매에서 벗어나 다양한 '스마트 기기 제조업체' 등이 개발·생산에 참여함으로써 전반적인 양적 성장 및 업계 확대가 이루어지고 있다. 특히 '애플(Apple)' 등의 글로벌 스마트폰 제조업체들이 최근 무선 충전 기능을 탑재한 제품의 비중을 크게 높이고 있어, '관련 부품' 및 '주변기기'의 사업 진출·확대가 기대된다.
7-1. 애플(Apple)
- 국적: 미국
'무선전력전송(무선충전)'은 '스마트 기기', '웨어러블 기기'의 사용 증가로 관련 송신기·수신기 및 이에 사용되는 모듈·부품의 성장세가 나타나고 있다. 또한 스마트폰 제조업체 위주의 개발·생산·판매에서 벗어나 다양한 스마트 기기 제조업체, 주변기기 제조업체 등이 개발·생산에 참여함으로써 전반적인 양적 성장 및 업계 확대가 이루어지고 있다. 특히 '애플(Apple)' 등의 글로벌 스마트폰 제조업체들이 최근 무선 충전 기능을 탑재한 제품의 비중을 크게 높이고 있어 관련 부품 및 주변기기·액세서리의 사업 진출·확대가 기대된다.
'애플(Apple)'은 아이폰12 시리즈부터 유선 충전기를 별도로 판매하기로 결정했다. 이러한 결정은 충전단자의 제거 시 방수·방진 기능을 추가할 수 있으며, 이에 따른 설계·상품성 측면의 이점과 비용 절감을 모두 갖출 수 있기 때문이다. 스마트폰 업체의 무선 충전 기능 확대는 관련 부품의 개발업체에게 기회로 작용하고 있다.
7-2. 와이트리시티 코퍼레이션(WiTricity Corporation)
- 국적: 미국
- 특징: 전기자동차 분야의 무선 충전 기술 선도
'와이트리시티 코퍼레이션(WiTricity Corporation)'은 MIT에서 스핀아웃된 후 2007년 설립된 무선 충전 관련 업체이며, 무선전력전송과 관련된 다양한 기술 확보 및 표준화에 나서고 있는 업체이다. 특 2019년 2월 '퀄컴' 및 '퀄컴 테크놀로지스'의 기술 플랫폼 일부 및 관련 지재권을 인수함으로써 '자기공명 방식'으로 대표되는 '보유 특허' 및 '특허 애플리케이션'을 1500건 이상 보유한 기술력 확보 기억으로 재탄생하였다.
특히 전기자동차 분야의 기술력을 바탕으로 '도요타(Toyota)', '앱티브(Aptiv)', '말레(Mahle)', '다이헨(Daihen)', '브루사(Brusa)', 'TDK' 등과 기술 라이선스 계약을 체결하는 등 관련 표준의 글로벌화를 위한 국제표준화기구 등의 견인차 역할도 하고 있다. 주요 제품은 원형 코일 디자인 방식의 '자기공명(Magnetic Resonance)' 방식 제품 기반으로 제품을 공급하고 있다.
7-3. 오시아(Ossia)
- 국적: 미국
'오시아(Ossia)'는 2008년에 설립되어, '비접촉 무선 충전 솔루션'을 개발·제공하고 있는 업체이다. '오시아'의 브랜드이자 무선 충전기인 'Cota'는 기존 경쟁 제품이 10cm 이내의 거리에서만 충전이 가능한 점과 달리, 10m 이내의 모든 전자기기에 최대 1W의 전력으로 충전이 가능한 것이 장점이다. 이에 따라 '와이파이(Wi-Fi)', '블루투스(Bluetooth)'와 비슷한 안테나 기반으로 무선전력 송신이 가능해짐에 따라 건물·차량 등에서 멀리 떨어진 곳에서도 전력 전송이 가능하다.
특히 '오시아'는 'FCC(미연방통신위원회)'의 인증을 2건 확보함에 따라 원거리 무선 충전 분야에서 선두 지위를 확보하게 되었다. 2.5 GHz 및 5.8 GHz 주파수 대역에 대한 인증을 통해 Cota Cloud 웹/모바일 제품군을 통해 자사의 Cota Home 서비스로 관리할 수 있는 제품의 판매가 더욱 확대될 것으로 기대된다. 또한 T-Mobile 등과의 협력하에 '월마트(Walmart)' 유통센터에서 IoT 자산 추전 솔루션인 'Forever Tracker 기술' 등을 개발하고 있다.
7-4. BMW
- 국적: 독일
독일의 자동차 제조업체인 BMW는 530e iPerformance 모델에 무선 충전 시스템을 탑재한 바 있다. 이 차량은 독일 외에 영국·일본·중국·미국 등에 판매될 예정이며, 충전용량은 총 3.2kW 수준으로, 완전히 충전하는 데 약 3.5시간이 걸리는 것으로 알려졌다. 특히 주차 장소에 주차하면 충전소 역할을 하는 '그라운드 패드(Ground Pad)'와 차량의 차체 하부에 고정된 '카패드(CarPad)'가 가까워질 경우, 자기장에 의해 전자기 유도 방식으로 전력이 충전된다. 충전 패드는 차가 밝고 지나가더라도 손상되지 않을 정도로 단단하게 설계되어 있고, 이물질이나 불순물이 감지되면 충전이 즉시 종료된다.
이러한 전기차 분야의 무선충전 기능 확대도 '무선충전'의 주요한 응용분야로서 자리잡게 되면서, 수요확대 뿐만 아니라 전반적인 참여업체의 확대에도 기여하고 있다.
7-5. 파워매트 테크놀로지(Powermat Technologies)
- 국적: 이스라엘
- 특징: 무선유도 방식의 다양한 제품 개발·생산
'파워매트 테크놀로지(Powermat Technologies)'는 2006년에 설립된 무선 충전 관련 업체이다. 2009년 무선 충전과 관련된 제품을 발표한 이후, 2013년 GM이 관련 제품을 쉐보레 볼트 제품라인으로 채택한 이후, '레이든 에너지(Raiden Energy)'와 제휴한 공항 내 무선 충전 제품 출시, 합작에 따른 듀라셀 파워매트 브랜드의 제품 출시 등 지속적으로 제품 상용화를 이어왔다. 2012년에도 '스타벅스(Starbucks)'가 관련 매장에 이 제품을 사용하기 시작했다.
'파워매트 테크놀로지'의 Charging Spot 4.0 기술은 단일 플랫폼에서 0~40W까지의 전력을 지원할 수 있어 모바일·웨어러블 기기부터 '태블릿 PC', '노트북'까지 다양한 장치의 무선 충전이 가능하다. 2020년 10월에는 최대 20cm 거리에서 중간의 장애물의 유무와 관계없이 최대 50W의 전력을 제공하는 제품도 발표하였다.
7-6. 켐트로닉스
- 국적: 한국
- 특징: 무선 충전 모듈 생산
'켐트로닉스(Chemtronics)'는 1997년 설립된 전자부품 및 케미컬 사업을 영위하는 업체이다. '켐트로닉스'는 2019년 4월에 삼성전기로부터 모바일용 무선전력전송 및 NFC 칩 코일 관련 사업을 전략적으로 인수함으로써 수신용 모듈사업의 '영업권', '특허', '설비' 등을 흡수하고, 송수신 무선 충전의 '토털 솔루션(Total Solution)'을 제공하고 있다. 이에 따라 2019년 7월부터는 삼성전자의 '갤럭시 S10 시리즈 및 노트10 시리즈용 무선충전 모듈의 생산을 시작하였다. 또 송신용 모듈 외에도 수신용 모듈에 대한 사업 확장이 이루어지고 있다.
7-7. 동양이엔피
- 국적: 한국
- 설립: 1987년
'동양이엔피'는 전력 기계용 동력전달장치를 주로 제조하였으며, 'PDP/LCD(Plasma Display Panel)', '네트워크 시스템(Network System)', '셋톱박스(Set-Top Box)', '프린트(Print)', '복사기' 등의 전력 공급장치와 'D/C 컨버터', '충전용 어댑터' 등을 제조하였다.
한편, 무선 충전 분야에서는 2015년 '한국전자통신연구원(ETRI: Electronics and Telecommunications Research Institute)'로부터 무선충전시스템 관련 기술인 '60W 급의 자기공명 방식을 이용한 무선 충전 시스템'을 이전받은 바 있다. '동양이엔피'는 이전받은 기술 외에도 자체 기술을 통해 현대자동차의 '맥스크루즈(MAXCRUZ)', '산타페(SANTA FE)' 차종 등의 스마트폰 무선 충전기로서 자기유도 방식의 기술을 적용한 제품을 공급한 바 있으며, 이 제품은 '전자파 간섭(EMI: Electro-Magnetic Interference)' 규격을 만족한 제품으로써 품질 확보가 이루어진 바 있다. '동양이엔피'의 스마트 기기용 무선 충전 제품으로는 WPC의 Qi 표준을 취득한 자기유도 제품 외에도 '자기공명 방식'을 활용하는 제품군의 개발을 지속하고 있다.
7-8. 알에프텍(RF Tech)
- 국적: 한국
- 설립: 1995년
'알에프텍(RF Tech)'의 주요 사업부문은 '정보통신 사업'과 'LED 조명 사업'이다. 또한 '충전기', '안테나', 'DLC(Data Link Cable)', '액세서리' 등 '모바일 기기의 부가장치'의 제조에 주력하고 있다. 1995년에 삼성전자의 납품 지정업체로 선정된 이후, 1997년부터 OEM 제조업체로 선정되어, 삼성전자의 유선 충전기 및 DMB용 안테나의 납품 1위 기업인 1차 협력사이다. 최근에는 기술적 우위를 바탕으로 현지화 전략 등을 통해 베트남 등 해외공장으로부터 생산/공급하고 있으며, 모바일 기기 관련 부가제품을 삼성전자에 ODM 방식으로도 공급하고 있다. 그 밖에도 5세대 이동통신 기지국에 대한 안테나 모듈 등에 대한 사업 다각화를 추진하고 있다.
'알에프텍'의 브랜드인 R Force는 '무선 충전기' 및 '파워 뱅크(보조 배터리)' 제품군으로써, '무선 충전 규격(자기유도 방식 - Qi 표준)'을 준수하여 기존 저가 제품 대비 우수한 품질을 가지고 있으며, '일체형 제품', '분리형 제품', '무선 충전 패드', '여행용 충전기'까지 다기능을 지원하는 제품으로 구성된다. 그 밖에도 무선 충전/NFC 겸용의 안테나 및 부품을 개발하여 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 무선 충전 기능을 제공하기 위한 제품으로써 공급 중이다.