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SSPP/칼텍

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캘리포니아 공과대학(Caltech) 연구원들이 우주에서 무선 전력 전송을 성공적으로 시연했습니다. 올해 1월 초 발사된 우주 태양광 발전 실증기(SSPD-1)에서 최초로 시연이 이루어졌습니다.

우주 기반 태양광 발전은 재생 가능 에너지 활용의 차세대 개척지입니다. 이 분야에 대한 연구는 수십 년 동안 진행되어 왔으며 지구상 어디에서나 실제로 태양광 발전을 이용할 수 있게 함으로써 에너지 부문에 혁명을 일으킬 것을 약속합니다.

캘리포니아공대 전기공학과 알리 하지미리(Ali Hajimiri) 교수가 이끄는 연구팀은 우주에서 태양광 에너지를 수확해 지구로 다시 전송하는 우주 태양광 발전 프로젝트(SSPP)를 시작했습니다. 프로젝트의 일환으로 110파운드(50kg)의 우주 태양광 발전 실증기(SSPD-1)가 올해 1월 3일 SpaceX 로켓에 탑재되어 발사되었으며 첫 번째 성공을 다시 보고했습니다.

우주 기반 태양광 발전이 실현 가능하려면 연구원들은 먼저 태양 전지판이 비용 효율적으로 우주에 배치될 수 있음을 입증해야 했습니다. 이를 위해 그들은 SSPD-1에 탑재된 세 가지 실험 중 하나인 전력 전송 저궤도 실험을 위한 마이크로파 어레이(MAPLE)를 개발했습니다.

MAPLE은 맞춤형 전자 칩으로 제어되지만 저렴한 실리콘 기술을 사용하여 제작된 가볍고 유연한 전력 송신기로 구성됩니다. 어레이의 유연성 덕분에 로켓에 장착하기 위해 접을 수 있으며, 경량 특성으로 인해 우주에 배치하는 데 필요한 연료가 줄어듭니다.

SSPD-1이 MAPLE을 우주에 성공적으로 배치한 반면, 실험의 실제 테스트는 태양 에너지를 수확하고 전송하는 능력이었습니다.

MAPLE은 송신기 간의 간섭을 사용하여 에너지의 초점과 방향을 이동함으로써 움직이는 부품이 필요하지 않게 되었습니다. 연구진은 전자기파의 일관된 추가를 사용하여 송신기 어레이의 전력을 원하는 위치에 동적으로 집중할 수 있었습니다.

MAPLE은 송신기에서 약 30cm(피트) 떨어진 곳에 위치한 두 개의 수신기 어레이로 구성됩니다. 연구원들은 이러한 수신기에 개별적으로 연결된 한 쌍의 LED를 성공적으로 켜고 그 사이를 전환하여 우주에서의 전력 전송을 시연했습니다. 실험은 밀봉되지 않았기 때문에 온도 변동, 일사량 등 우주의 혹독한 환경에서도 작동할 수 있음을 보여주었다고 보도자료는 밝혔습니다.

MAPLE에는 수확된 태양 에너지를 지구로 다시 전송할 수 있는 작은 창문도 포함되어 있습니다. 이는 패서디나에 있는 Caltech 캠퍼스 옥상에 있는 수신기에 의해 감지되었습니다.

이제 연구자들은 차세대 SSPD를 구축하는 데 도움이 되는 통찰력을 얻기 위해 실험의 개별 요소 성능을 평가할 예정입니다. SSPD-1에는 아직 완료되지 않은 두 가지 실험이 더 있으며 결과는 앞으로 몇 달 안에 나올 것으로 예상됩니다.