KR102075577B1 - 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 전력전송(Wireless power transfer ; WPT) 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 콘센트가 없는 벽이나, 가변형 벽체 및 이동식 벽체 등의 경우와 같이, 별도의 전원공급수단의 설치가 어려움으로 인해 전자기기의 원활한 사용이 어려운 문제점이 있었던 종래기술의 문제점 및 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능한 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 벽체의 양측에 전도성 코일을 설치하고, 일측에 전원공급수단을 연결하여, 벽체의 일측에 설치된 전도성 코일로부터 타측에 설치된 전도성 코일을 통하여 벽체의 타측에서 무선으로 전력 전송이 가능하도록 구성됨으로써, 간단한 구성으로 용이하게 콘센트나 별도의 전원공급수단이 없는 벽체의 반대편으로 무선으로 전력을 공급하여 다양한 전자기기를 보다 편리하게 이용할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템이 제공된다.

Description

벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템{Wireless power transfer system through walls}

본 발명은 무선으로 전력을 전송할 수 있도록 구성되는 무선 전력전송(Wireless power transfer ; WPT) 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는, 예를 들면, 콘센트가 없는 벽이나, 또는, 가변형 벽체 및 이동식 벽체 등의 경우 별도의 전원공급수단의 설치가 어려움으로 인해 전자기기의 원활한 사용이 어려운 문제점이 있었던 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 벽을 통해 무선으로 전력전송이 가능하도록 구성됨으로써 벽에 콘센트가 없거나 별도의 전원공급수단의 설치가 어려운 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 다양한 전자기기에 대하여 전력공급이 가능하도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 벽체에 설치된 콘센트에 무선충전장치나 무선 전력공급 시스템을 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 무선충전장치나 무선 전력공급 시스템이 설치된 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능한 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 벽을 통해 무선으로 전력전송이 가능하도록 구성됨으로써 간단한 구성으로 용이하게 콘센트나 별도의 전원공급수단이 없는 벽체의 반대편으로 무선으로 전력을 공급할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 관한 것이다.

아울러, 본 발명은, 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해, 벽체의 양측에 전도성 코일을 설치하고, 일측에 전원공급수단을 연결하여, 벽체의 일측에 설치된 전도성 코일로부터 타측에 설치된 전도성 코일을 통하여 벽체의 타측에서 무선으로 전력 전송이 가능하도록 구성됨으로써, 예를 들면, 콘센트가 없는 벽이나, 또는, 가변형 벽체 및 이동식 벽체 등과 같이, 콘센트나 별도의 전원공급수단의 설치가 어려운 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 다양한 전자기기에 대하여 전력공급이 가능하도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 관한 것이다.

최근, 예를 들면, 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같이, 각 개인이 휴대하여 사용하는 전자기기의 종류가 증가하고 있으며, 이에 따라, 이러한 전자기기들에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단의 수요가 크게 증가하고 있다.

즉, 상기한 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 같은 개인 휴대용 전자기기들은 휴대성을 위해 대부분 충전식 배터리를 내장하고 있으며, 실외에서 전자기기를 원활히 사용하기 위하여는 전원공급이 가능한 실내에서 배터리를 수시로 충전하는 것이 이 필요하나, 충전기를 연결할 수 있는 콘센트의 수는 제한되어 있음으로 인해 여러 가지 전자기기를 동시에 충전하기 어려운 경우가 빈번하게 발생하게 된다.

그러나 건물을 지은 후에는 벽에 콘센트를 추가하는 것이 어려우며, 또한, 멀티탭 등을 이용하여 연결할 수 있는 기기의 수를 증가시키더라도 미관상의 문제뿐만 아니라 안전문제로 인해 한계가 있으므로, 개인이 휴대하고 다니는 전자기기의 수가 계속하여 증가하는 추세에 따라 이러한 콘센트 부족의 문제는 더욱 심화되고 있다.

여기서, 상기한 바와 같이 콘센트 부족의 문제점을 해결하기 위한 방법의 하나로, 무선으로 전력을 전송하여 충전이나 전원공급을 행하는 무선 전력전송(Wireless power transfer ; WPT) 기술을 이용하여 무선으로 전원을 공급하는 방법을 고려해 볼 수 있다.

더 상세하게는, 상기한 바와 같은 무선 전력전송 기술에 대한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 한국 공개특허공보 제10-2017-0124488호에 따르면, 상용전원을 입력받아 직류로 변환하는 AC-DC 컨버터 및 직류로 변환된 전원의 주파수를 자기공명 주파수로 변환하는 주파수 변환부를 포함하여 이루어지고 벽체 내부에 형성된 홈박스 공간 내로 삽입되는 삽입부(10); 및 무선 전력 수신장치를 자기공명방식으로 충전시키기 위한 신호를 발생시키는 신호발생부를 포함하여 이루어지고 삽입부(10)에 연결되며 벽체 외부로 노출되는 노출부(20)를 포함하여, 건물의 벽체 내 콘센트 매립 공간인 홈박스를 활용하여 반매립 형태로 설치 가능하도록 구성됨으로써, 공간 활용성을 높이고 전선의 저항으로 인한 전력손실이 없는 벽체 매립형 무선 전력 송신장치(100)가 제시된 바 있다.

또한, 상기한 바와 같은 무선 전력전송 기술에 대한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1673155호에 따르면, 전원을 인가받아 가변형 전자기파 공명 공간을 생성시켜 이웃하는 제2 객체의 무선전력수신모듈 쪽으로 무선전기를 전달시키는 무선전력송신모듈(100); 무선전력송신모듈(100)로부터 무선전기를 수신받아 제1 객체와 제2 객체사이를 가변형 전자기파 공명 공간으로 형성시키는 무선전력수신모듈(200); 제1 객체와 제2 객체 사이에 위치한 디바이스에 장착되어 무선전력송신모듈(100)과 무선전력수신모듈(200)을 통해 형성된 가변형 전자기파 공명으로 디바이스를 무선충전시키는 부하루프부(300)를 포함하여, 무선전력송신모듈(100)을 밀폐된 블럭공간 중 벽체, 천장으로 이루어진 최외각의 제1 객체 내부에 위치시키고, 무선전력수신모듈(200)을 제1 객체와 마주보면서 이격되고 밀폐된 블럭공간 중 벽체, 천장으로 이루어진 최외각의 제2 객체 내부에 위치시켜 재배열시킨 후, 무선전력송신모듈(100)이 위치하는 제1 객체와 무선전력수신모듈(200)이 위치하는 제2 객체 사이에 N개의 부하루프부(300)를 형성시켜 부하루프부(300)쪽으로 간접 급전 방식의 무선전력을 전송시키도록 구성되는 무선전력전송장치가 제시된 바 있다.

상기한 바와 같이, 종래, 무선으로 전력을 전송하도록 구성되는 다양한 형태의 무선 전력전송 장치들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 무선 전력전송 장치들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.

즉, 상기한 한국 공개특허공보 제10-2017-0124488호에 제시된 벽체 매립형 무선 전력 송신장치(100)는 기존의 콘센트 대신에 무선 전력 송신장치(100)를 매립하는 것이므로, 기존에 콘센트가 없는 벽에 대하여는 설치가 불가능하여 상기한 바와 같은 콘센트 부족의 문제점을 근본적으로 해결할 수 없는 한계가 있는 것이었다.

아울러, 상기한 한국 등록특허공보 제10-1673155호에 제시된 무선전력전송장치도, 무선전력송신모듈(100) 및 무선전력수신모듈(200)을 벽체나 천장에 서로 마주하도록 설치하여 해당 실내공간 내에서만 무선으로 전력을 전송할 수 있을 뿐이므로, 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에는 적용하기 어려운 한계가 있는 것이었다.

따라서 상기한 바와 같이, 단순히 무선으로 전력을 송신하는 구성으로만 그치는 것으로 인해 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선 전력전송 기술들의 문제점을 극복하기 위하여는, 예를 들면, 콘센트가 설치된 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에도 용이하게 적용하여 다양한 전자기기를 편리하게 이용 가능하도록 구성되는 새로운 구성의 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.

[선행기술문헌]

1. 한국 공개특허공보 제10-2017-0124488호(2017.11.10.)

2. 한국 등록특허공보 제10-1673155호(2016.11.01.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 콘센트가 없는 벽이나, 또는, 가변형 벽체 및 이동식 벽체의 경우 별도의 전원공급수단의 설치가 어려움으로 인해 다양한 전자기기의 원활한 사용이 어려웠던 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나 별도의 전원공급수단의 설치가 어려운 이동식 벽체 및 가변형 벽체의 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 적용 가능하여 다양한 전자기기를 편리하게 이용할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 단순히 벽에 설치된 콘센트에 무선충전장치나 무선 전력공급 시스템을 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능하고 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에는 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나 별도의 전원공급수단의 설치가 어려운 이동식 벽체 및 가변형 벽체의 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 적용 가능하여 다양한 전자기기를 편리하게 이용할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 단순히 벽에 설치된 콘센트에 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능하고, 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체에는 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 있어서, 벽체의 일측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 1 전력전송부; 상기 제 1 전력전송부의 각 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴에 대응하여 상기 벽체의 타측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 2 전력전송부; 및 상기 제 1 전력전송부에 연결되어 전력을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성됨으로써, 상기 전원공급수단을 통하여 상기 제 1 전력전송부에 전력이 공급되면, 상기 제 1 전력전송부로부터 상기 제 2 전력전송부로 전력이 전송되어, 상기 제 2 전력전송부로부터 상기 벽체의 타측에 무선으로 전력전송이 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템이 제공된다.

여기서, 상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는, 동심원 형태로 감겨진 평면 나선형 루프코일 및 상기 나선형 루프코일의 외측에 배치되는 원형 루프코일을 포함하여 각각 대칭형으로 이루어지고, 미리 정해진 거리만큼 각각 이격 배치되어 서로 송신측(Tx)과 수신측(Rx)을 형성하는 자기공진(Magnetic Resonance) 무선 전력전송(MR-WPT) 시스템으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는, ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 카본 나노튜브(Carbon Nanotube)을 이용하여 이루어지는 투명전극으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 전원공급부는, 상기 벽체의 일측에 설치된 콘센트나 또는 별도의 외부 전원을 이용하여 상기 제 1 전력전송부에 전력을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 벽체는, 유리를 포함하는 투명한 재질로 형성되고, 상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는, 상기 벽체의 양면에 투명전극으로 전도성 코일 패턴을 각각 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 벽체는, 콘크리트나 나무를 포함하는 불투명한 재질로 형성되고, 상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는, 전도성 코일 패턴이 인쇄된 벽지의 형태로 형성되어 상기 벽체의 양면에 각각 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선 전력전송 시스템은, 상기 벽체의 일측에 상기 제 1 전력전송부 및 전원공급수단을 설치하는 동시에, 일정 간격이나 패턴으로 상기 제 2 전력전송부를 상기 벽체의 일측에 함께 설치하고, 상기 벽체의 반대측에도 상기 벽체의 일측과 대칭이 되도록 상기 제 1 전력전송부, 상기 제 2 전력전송부 및 상기 전원공급수단을 각각 설치하도록 구성됨으로써, 상기 벽체의 양면에서 무선 전력 전송이 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 무선 전력전송 시스템은, 전력전송 효율을 증대시키기 위해 상기 벽체 내의 상기 제 1 전력전송부와 상기 제 2 전력전송부 사이에 배치되는 메타구조체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 메타구조체는, 인쇄회로기판(printed circuit board ; PCB)을 포함하는 평면 기판을 이용하여 형성되거나, ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 카본 나노튜브(Carbon Nanotube)를 포함하여 이루어지는 투명 전도성 패턴을 이용하여 투명하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메타구조체는, 기판의 중심부에 미리 정해진 형상의 전도성 패턴이 미리 정해진 패턴으로 배열된 제 1 메타물질부; 및 상기 제 1 메타물질부의 주변을 둘러싸도록 미리 정해진 형상의 전도성 패턴이 미리 정해진 패턴으로 배열된 제 2 메타물질부를 포함하여, 기판에 서로 다른 성질을 가지는 두 가지 메타물질로 각각 이루어지는 전도성 패턴을 미리 정해진 형태의 배열이나 패턴으로 인쇄하는 것에 의해 2차원 평면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 메타구조체는, 상기 제 1 메타물질부가 영(zero)의 투자율(permeability)을 가지는 메타물질 판(metamaterial slab)으로 구성되고, 상기 제 2 메타물질부가 음(negative)의 투자율을 가지는 메타물질 판으로 구성됨으로써, 상기 메타구조체를 통과하는 자기장이 중심부에서는 상기 제 1 메타물질부에 의해 직진하고, 주변부에서는 상기 제 2 메타물질부에 의해 중심 쪽으로 휘어지게 되어 집속되는 것에 의해, 방사상으로 퍼져서 손실되는 자기장이 감소되고 무선 전력전송 효율이 증대되어 전송거리가 증가되는 동시에, 전자기장(electromagnetic field ; EMF)의 누출(leakage)이 감소될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 메타구조체는, 상기 제 1 전력전송부 측에 상기 제 1 전력전송부와 미리 정해진 간격으로 이격 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 이용하여 벽을 통해 무선으로 전력을 전송할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송방법이 제공된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 벽체의 양측에 전도성 코일을 설치하고, 일측에 전원공급수단을 연결하여, 벽체의 일측에 설치된 전도성 코일로부터 타측에 설치된 전도성 코일을 통하여 벽체의 타측에서 무선으로 전력 전송이 가능하도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템이 제공됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나, 또는, 가변형 벽체 및 이동식 벽체의 경우 별도의 전원공급수단의 설치가 어려웠던 종래기술의 문제점을 해결하고, 간단한 구성으로 용이하게 벽을 통해 전력을 공급하여 다양한 전자기기를 보다 편리하게 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템이 제공됨으로써, 단순히 벽에 설치된 콘센트에 무선충전장치나 무선 전력공급 시스템을 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능하고 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에는 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 제 1 전력전송부 및 제 2 전력전송부를 구성하는 전도성 코일 패턴의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 적용되는 메타구조체의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 무선 전력전송 시스템에서 메타구조체가 없는 경우에 송신측(Tx) 코일로부터 수신측(Rx) 코일로 이동하는 자기장의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 무선 전력전송 시스템에서 메타구조체가 있는 경우에 송신측(Tx) 코일로부터 수신측(Rx) 코일로 이동하는 자기장의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4에 나타낸 바와 같이 하여 구성되는 메타구조체를 적용한 무선 전송 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.

또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.

즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 콘센트가 없는 벽이나, 또는, 가변형 벽체 및 이동식 벽체의 경우 별도의 전원공급수단의 설치가 어려움으로 인해 다양한 전자기기의 원활한 사용이 어려웠던 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나 별도의 전원공급수단의 설치가 어려운 이동식 벽체 및 가변형 벽체의 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 적용 가능하여 다양한 전자기기를 편리하게 이용할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 관한 것이다.

아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 단순히 벽에 설치된 콘센트에 무선충전장치나 무선 전력공급 시스템을 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능하고 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에는 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나 별도의 전원공급수단의 설치가 어려운 이동식 벽체 및 가변형 벽체의 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 적용 가능하여 다양한 전자기기를 편리하게 이용할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 관한 것이다.

계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(10)은, 크게 나누어, 벽체(20)의 일측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 1 전력전송부(30)와, 제 1 전력전송부(30)의 각 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴에 대응하여 벽체(20)의 타측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 2 전력전송부(40)와, 제 1 전력전송부(30)의 전도성 코일에 연결되어 전력을 공급하는 전원공급부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 벽체(20)는, 예를 들면, 방과 방 사이의 벽과 같이, 일반적인 콘크리트 벽체일 수도 있고, 또는, 유리벽과 같이 투명한 재질로 형성된 벽체로 구성될 수도 있다.

또한, 상기한 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)는, 벽체(20)가 유리벽과 같이 투명한 벽체인 경우는 벽체의 양면에 직접 투명 전도성 코일 패턴을 형성하여 이루어지고, 콘크리트와 같이 불투명한 벽체일 경우는 전도성 코일 패턴이 형성된 벽지를 벽체의 양면에 부착하여 각각 구성될 수 있다.

이때, 상기한 전도성 코일 패턴은, 예를 들면, ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 카본 나노튜브(Carbon Nanotube) 등으로 이루어지는 투명전극을 이용하여 형성될 수 있다.

아울러, 상기한 전원공급부(50)는, 벽체(20)의 일측에 설치된 콘센트나, 또는, 별도의 외부 전원을 이용하여 제 1 전력전송부(30)의 각 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.

더 상세하게는, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(10)의 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)를 구성하는 전도성 코일 패턴의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)에 형성되는 전도성 코일 패턴은, 동심원 형태로 감겨진 평면 나선형 루프코일(21, 23)과 그 외측에 배치되는 원형 루프코일(22, 24)을 포함하여 대칭형으로 이루어지고 미리 정해진 거리만큼 이격 배치되어 각각 송신측(Tx)과 수신측(Rx)을 형성하는 자기공진(Magnetic Resonance) 무선 전력전송(MR-WPT) 시스템으로 구성될 수 있다.

따라서 도 2에 나타낸 바와 같이, 나선형 루프코일(21)과 원형 루프코일(22)을 포함하여 이루어지는 제 1 전력전송부(30) 측에 전원(Source)을 연결하면, 나선형 루프코일(23)과 원형 루프코일(24)을 포함하여 제 1 전력전송부(30)와 대칭으로 형성되는 제 2 전력전송부(40) 측에 전력이 송신되어 제 2 전력전송부(40)에 연결된 부하(Load), 즉, 전자기기에 전력이 공급될 수 있다.

여기서, 도 2에 나타낸 바와 같은 자기공진 무선 전력전송(MR-WPT) 시스템을 통하여 무선으로 전력 전송이 이루어지는 원리나 자기공진 무선 전력전송(MR-WPT) 시스템의 보다 구체적인 구성에 대한 내용은 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자에게 자명한 사항이므로, 이에, 본 명세서에서는, 설명을 간략히 하기 위해 상기한 바와 같이 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.

아울러, 본 발명의 실시예에서는 상기한 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)가 도 2에 나타낸 바와 같은 자기공진 무선 전력전송(MR-WPT) 시스템으로 구성되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 도 2에 나타낸 실시예의 경우로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명은, 예를 들면, 전송하고자 하는 전력의 크기나 전송거리, 또는, 벽체의 위치 및 종류 등과 같이, 설치조건 및 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

더 상세하게는, 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)는, 예를 들면, 구리와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 더하여, 예를 들면, ITO 또는 카본 나노튜브 등으로 이루어지는 투명전극을 이용하여 투명코일의 형태로 형성될 수도 있다.

즉, 벽체(20)가 유리와 같은 투명한 재질인 경우, 상기한 바와 같이 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)를 투명전극으로 형성하여 벽체(20)의 양면에 전도성 코일 패턴을 직접 형성할 수 있으며, 그것에 의해, 벽체(20)의 외관을 해치지 않고 무선 전력전송 시스템(10)의 설치가 가능해진다.

더욱이, 벽체(20)가 콘크리트나 나무 등과 같이 불투명한 재질인 경우는, 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)를 전도성 코일 패턴이 인쇄된 벽지의 형태로 형성하여 벽체(20)의 양면에 부착함으로써, 일반적인 벽뿐만 아니라 가변형 벽체나 이동식 벽체의 경우에도 용이하게 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(10)을 구현할 수 있다.

상기한 바와 같은 구성으로부터, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 벽체(20)의 일측에 설치된 콘센트나 또는 외부의 전원으로 이루어지는 전원공급부(50)를 통하여 제 1 전력전송부(30)에 전력이 공급되면, 벽체(20)를 매개체로 하여 제 1 전력전송부(30)로부터 제 2 전력전송부(40)로 전력이 전송되고, 제 2 전력전송부(40)로부터 각각의 전자기기로 전력이 송신됨으로써, 벽체(20)의 반대편에서 무선으로 전력전송이 이루어지게 된다.

이때, 벽체(20)가 유리벽과 같은 투명한 재질인 경우는 투명전극으로 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)를 벽체(20)에 직접 형성하는 것에 의해 벽체(20)의 외관을 해치지 않고 간단한 구성으로 용이하게 무선 전력전송 시스템(10)을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 마치 벽에서 직접 전력이 공급되는 것과 같은 효과를 줄 수 있다.

더욱이, 벽체(20)가 콘크리트나 나무 등과 같이 투명한 재질인 경우는 전도성 코일 패턴이 인쇄된 벽지의 형태로 제 1 전력전송부(30) 및 제 2 전력전송부(40)를 형성하여 벽체(20)의 양면에 부착함으로써, 콘센트가 없는 벽이나 가변형 벽체 및 이동식 벽체의 경우에도 간단한 구성으로 용이하게 무선 전력전송 시스템(10)을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 실내공간이 아닌 벽의 반대측에서도 다양한 전자기기를 보다 편리하게 이용할 수 있다.

여기서, 상기한 본 발명의 실시예에서는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 벽체(20)의 일측에 제 1 전력전송부(30) 및 전원공급부(50)를 설치하고, 반대측에 제 2 전력전송부(40)를 설치하여, 벽체(20)의 일측에서 반대측으로 무선 전력 전송이 이루어지는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니다.

더 상세하게는, 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(10)은, 도시되지는 않았으나, 예를 들면, 벽체(20)의 일측에 제 1 전력전송부(30) 및 전원공급부(50)를 설치하는 동시에, 일정 간격이나 패턴으로 제 2 전력전송부(40)를 함께 설치하고, 벽체(20)의 반대측에도 이와 대칭이 되도록 제 1 전력전송부(30), 제 2 전력전송부(40) 및 전원공급부(50)를 각각 설치함으로써, 벽체(20)의 양면에서 모두 무선 전력 전송이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있는 등, 본 발명은 필요에 따라 다양한 현태로 구현될 수 있음에 유념해야 한다.

계속해서, 도 3 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상기에 설명한 제 1 실시예와 동일 내지 유사한 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하고 다른 부분에 대하여만 설명하였음에 유념해야 한다.

먼저 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(60)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(60)은, 크게 나누어, 벽체(61)의 일측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 1 전력전송부(62)와, 제 1 전력전송부(62)의 각 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴에 대응하여 벽체(61)의 타측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 2 전력전송부(63)와, 제 1 전력전송부(62)의 전도성 코일에 연결되어 전력을 공급하는 전원공급부(64)를 포함하여 구성되는 점은 상기한 제 1 실시예의 경우와 같다.

그러나 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(60)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 전력전송부(62)와 제 2 전력전송부(63) 사이에 배치되어 전력전송 효율을 증대시키기 위한 메타구조체(65)를 벽체(61) 내에 더 포함하여 구성되는 점이 다르다.

여기서, 상기한 메타구조체(65)는, 코일 형태의 LC 공진회로가 미리 정해진 패턴으로 다수개 배열되어 이루어지는 것으로, 무선 전력전송 시스템의 전력전송 효율을 높이기 위해 송신측과 수신측 사이에 배치되는 3차원 구조체로 형성되는 기존의 메타구조를 이용하여 적절히 구성될 수 있다.

그러나 기존의 메타구조는, 3차원 구조의 메타구조체가 송신측 코일(Tx)과 수신측 코일(Rx) 사이에 각각 배치됨으로 인해 그 구조가 복잡해지고 소형화가 어렵고, 그러한 3차원 구조의 메타구조체 자체의 구현도 용이하지 못하여 현실적으로 적용이 어려운 한계가 있었으며, 더욱이, 종래기술의 무선 전력전송 시스템들은, 송신측(Tx) 코일과 수신측(Rx) 코일 사이에서 전력 전송을 위해 자기유도 방식을 적용함으로 인해 전송거리가 제한적인 데 더하여, 정해진 전자기파 규제 기준을 만족하기 위해 전송거리를 증가시키는 동시에 전자기장(EMF) 누출의 감소를 함께 고려해야만 하는 어려움이 있었다.

이에, 본 발명에서는, 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해, 후술하는 바와 같이 하여 전송거리를 증가시키는 동시에 전자기장(EMF) 누출을 감소할 수 있는 새로운 구조의 메타구조체를 제시하였다.

즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(60)에 적용되는 메타구조체(65)는, 후술하는 바와 같이, 예를 들면, 얇은 인쇄회로기판(printed circuit board ; PCB)과 같은 평면 기판에 서로 다른 성질을 가지는 두 가지 메타물질로 각각 이루어지는 전도성 패턴을 미리 정해진 형태의 배열이나 패턴으로 인쇄하는 것에 의해, 투명 전도성 패턴을 이용하여 2차원 평면 형상의 투명 평면형 메타구조체로 구성될 수 있다.

더 상세하게는, 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템(60)에 적용되는 메타구조체(60)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 메타구조체(65)는, 중심부에 미리 정해진 형상의 전도성 패턴이 미리 정해진 패턴으로 배열된 제 1 메타물질부(71)와, 제 1 메타물질부(71)의 주변을 둘러싸도록 미리 정해진 형상의 전도성 패턴이 미리 정해진 패턴으로 배열된 제 2 메타물질부(72)를 포함하는 혼합형 메타물질 판(hybrid metamaterial slab)의 형태로 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 제 1 메타물질부(71)는, 예를 들면, 영(zero)의 투자율(permeability)을 가지는 메타물질 판(metamaterial slab)으로 구성될 수 있고, 또한, 제 2 메타물질부(72)는 음(negative)의 투자율을 가지는 메타물질 판으로 각각 구성될 수 있다.

따라서 상기한 바와 같이 영(zero)의 투자율을 가지는 제 1 메타물질부(71) 주위에 음(negative)의 투자율을 가지는 제 2 메타물질부(72)가 미리 정해진 패턴으로 각각 배치됨으로써, 메타구조체를 통과하는 자기장을 집속시켜 전송효율을 높이고 전자기장의 누출을 감소할 수 있다.

더 상세하게는 도 5 및 도 6을 참조하면, 도 5는 무선 전력전송 시스템에서 메타구조체가 없는 경우에 송신측(Tx) 코일로부터 수신측(Rx) 코일로 이동하는 자기장의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 무선 전력전송 시스템에서 메타구조체가 있는 경우에 송신측(Tx) 코일로부터 수신측(Rx) 코일로 이동하는 자기장의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 메타구조체가 없는 경우는 송신측(Tx) 코일로부터의 자기장이 방사상으로 퍼지게 되어 수신측(Rx) 코일에서의 손실이 커지게 되나, 도 6에 나타낸 바와 같이, 영(zero)의 투자율을 가지는 제 1 메타물질부(71) 주위에 음(negative)의 투자율을 가지는 제 2 메타물질부(72)가 미리 정해진 패턴으로 배열된 메타구조체를 통과하는 자기장은, 중심부에서는 영(zero)의 투자율을 가지는 제 1 메타물질부(71)를 통과하여 직진하고, 주변부에서는 음(negative)의 투자율을 가지는 제 2 메타물질부(72)에 의해 안쪽(중심 쪽)으로 휘어지게 되어 자기장이 퍼지지 않고 중심부로 집속되어 수신측(Rx) 코일에 수신되게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성으로부터, 영(zero)의 투자율을 가지는 제 1 메타물질부(71)와 음(negative)의 투자율을 가지는 제 2 메타물질부(72)를 포함하여 이루어지는 메타구조체(65)를 제 1 전력전송부(62) 측에 배치함으로써, 방사상으로 퍼져서 손실되는 자기장이 감소되어 전송효율이 증가하는 동시에, 누출되는 전자기장을 감소할 수 있다.

즉, 도 7을 참조하면, 도 7은 도 4에 나타낸 바와 같이 하여 구성되는 메타구조체(60)를 적용한 무선 전송 시스템(60)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 종래의 메타구조체의 경우는 3차원 형상의 메타구조체가 송신측 코일(Tx)과 수신측 코일(Rx) 양쪽에 각각 배치되나, 본 발명에 따르면, 2차원 평면 형상의 메타구조체가 제 1 전력전송부(62) 측에만 배치되도록 구성될 수 있으므로, 전체적인 시스템 구성의 간소화 및 소형화가 가능해진다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 메타구조체가 기존의 3차원 구조가 아닌 2차원 평면 형태로 형성되므로, 예를 들면, ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 카본 나노튜브(Carbon Nanotube) 등으로 이루어지는 투명 전도성 패턴을 이용하여 상기한 메타구조체를 투명하게 형성함으로써, 벽면이나 벽지에 인쇄하거자 부착하는 간단한 구성으로 용이하게 무선 전력전송 효율을 증대시킬 수 있는 등, 다양한 분야에 활용이 용이한 장점 또한 가지는 것이다.

여기서, 도 4를 참조하여 상기한 본 발명의 실시예에서는 제 1 메타물질부(71)에 전도성 패턴이 4×4 행렬의 형태로 배열되고, 제 2 메타물질부(72)에 전도성 패턴이 8×8 행렬의 형태로 배열되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 상기한 영(zero)의 투자율을 가지는 제 1 메타물질부(71)와 음(negative)의 투자율을 가지는 제 2 메타물질부(72)의 배치나 배열, 각 메타물질부에 형성되는 LC 공진회로의 형상 및 송신부와의 거리 등과 같은 구체적인 구성은, 예를 들면, 전송하고자 하는 전력량이나 전송거리 등과 같이, 필요에 따라 적절히 결정될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

아울러, 상기한 바와 같이 메타구조체를 이용하여 무선 전력송신이 이루어지는 구체적인 구성이나 원리는 당업자에게 자명한 내용이므로, 이에, 본 발명에서는, 설명을 간략히 하기 위해 종래기술의 문헌 등을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있는 사항에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.

더욱이, 상기한 본 발명의 실시예에서는, 도 3 및 도 7에 각각 나타낸 바와 같이, 벽체(61) 내에 메타구조체(65)가 삽입되거나, 또는, 제 1 전력전송부(62)와 메타구조체(65)가 일체로 형성되어 벽체(61)에 매립되는 경우 및 벽지와 같은 형태로 형성되어 벽체(61)에 부착되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성들로만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 구현할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, 벽체의 양측에 전도성 코일을 설치하고, 일측에 전원공급수단을 연결하여, 벽체의 일측에 설치된 전도성 코일로부터 타측에 설치된 전도성 코일을 통하여 벽체의 타측에서 무선으로 전력 전송이 가능하도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템이 제공됨으로써, 콘센트가 없는 벽이나, 또는, 가변형 벽체 및 이동식 벽체의 경우 별도의 전원공급수단의 설치가 어려웠던 종래기술의 문제점을 해결하고, 간단한 구성으로 용이하게 벽을 통해 전력을 공급하여 다양한 전자기기를 보다 편리하게 이용할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 벽을 통하여 콘센트가 없는 벽의 반대측에서도 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템이 제공됨으로써, 단순히 벽에 설치된 콘센트에 무선충전장치나 무선 전력공급 시스템을 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능하고 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체 등에는 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결할 수 있다.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.

10. 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템
20. 벽체 21. 나선형 루프코일
22. 원형 루프코일 23. 나선형 루프코일
24. 원형 루프코일 30. 제 1 전력전송부
40. 제 2 전력전송부 50. 전원공급부
60. 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템
61. 벽체 62. 제 1 전력전송부
63. 제 2 전력전송부 64. 전원공급부
65. 메타구조체 71. 제 1 메타물질부
72. 제 2 메타물질부

Claims (13)

1. 단순히 벽에 설치된 콘센트에 연결하여 무선으로 전력을 공급하도록 구성됨으로 인해 실내공간의 일정 범위 이내에서만 전력공급이 가능하고, 콘센트가 없는 벽이나 이동식 또는 가변형 벽체에는 적용하기 어려운 한계가 있었던 종래기술의 무선충전 및 무선 전력전송 시스템들의 문제점을 해결할 수 있도록 구성되는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템에 있어서,
   벽체의 일측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 1 전력전송부;
   상기 제 1 전력전송부의 각 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴에 대응하여 상기 벽체의 타측에 형성되는 적어도 하나의 전도성 코일 또는 전도성 코일 패턴을 포함하여 이루어지는 제 2 전력전송부; 및
   상기 제 1 전력전송부에 연결되어 전력을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성됨으로써,
   상기 전원공급부를 통하여 상기 제 1 전력전송부에 전력이 공급되면, 상기 제 1 전력전송부로부터 상기 제 2 전력전송부로 전력이 전송되어, 상기 제 2 전력전송부로부터 상기 벽체의 타측에 무선으로 전력전송이 이루어질 수 있도록 구성되고,
   상기 무선 전력전송 시스템은,
   상기 벽체의 일측에 상기 제 1 전력전송부 및 전원공급부를 설치하는 동시에, 일정 간격이나 패턴으로 상기 제 2 전력전송부를 상기 벽체의 일측에 함께 설치하고,
   상기 벽체의 반대측에도 상기 벽체의 일측과 대칭이 되도록 상기 제 1 전력전송부, 상기 제 2 전력전송부 및 상기 전원공급부를 각각 설치하도록 구성됨으로써,
   상기 벽체의 양면에서 무선 전력 전송이 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는,
   동심원 형태로 감겨진 평면 나선형 루프코일 및 상기 나선형 루프코일의 외측에 배치되는 원형 루프코일을 포함하여 각각 대칭형으로 이루어지고, 미리 정해진 거리만큼 각각 이격 배치되어 서로 송신측(Tx)과 수신측(Rx)을 형성하는 자기공진(Magnetic Resonance) 무선 전력전송(MR-WPT) 시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는,
   ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 카본 나노튜브(Carbon Nanotube)을 이용하여 이루어지는 투명전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전원공급부는,
   상기 벽체의 일측에 설치된 콘센트나 또는 별도의 외부 전원을 이용하여 상기 제 1 전력전송부에 전력을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 벽체는,
   유리를 포함하는 투명한 재질로 형성되고,
   상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는,
   상기 벽체의 양면에 투명전극으로 전도성 코일 패턴을 각각 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 벽체는,
   콘크리트나 나무를 포함하는 불투명한 재질로 형성되고,
   상기 제 1 전력전송부 및 상기 제 2 전력전송부는,
   전도성 코일 패턴이 인쇄된 벽지의 형태로 형성되어 상기 벽체의 양면에 각각 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 무선 전력전송 시스템은,
   전력전송 효율을 증대시키기 위해 상기 벽체 내의 상기 제 1 전력전송부와 상기 제 2 전력전송부 사이에 배치되는 메타구조체를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 메타구조체는,
   인쇄회로기판(printed circuit board ; PCB)을 포함하는 평면 기판을 이용하여 형성되거나,
   ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 카본 나노튜브(Carbon Nanotube)를 포함하여 이루어지는 투명 전도성 패턴을 이용하여 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 메타구조체는,
    기판의 중심부에 미리 정해진 형상의 전도성 패턴이 미리 정해진 패턴으로 배열된 제 1 메타물질부; 및
    상기 제 1 메타물질부의 주변을 둘러싸도록 미리 정해진 형상의 전도성 패턴이 미리 정해진 패턴으로 배열된 제 2 메타물질부를 포함하여,
    기판에 서로 다른 성질을 가지는 두 가지 메타물질로 각각 이루어지는 전도성 패턴을 미리 정해진 형태의 배열이나 패턴으로 인쇄하는 것에 의해 2차원 평면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 메타구조체는,
    상기 제 1 메타물질부가 영(zero)의 투자율(permeability)을 가지는 메타물질 판(metamaterial slab)으로 구성되고,
    상기 제 2 메타물질부가 음(negative)의 투자율을 가지는 메타물질 판으로 구성됨으로써,
    상기 메타구조체를 통과하는 자기장이 중심부에서는 상기 제 1 메타물질부에 의해 직진하고, 주변부에서는 상기 제 2 메타물질부에 의해 중심 쪽으로 휘어지게 되어 집속되는 것에 의해, 방사상으로 퍼져서 손실되는 자기장이 감소되고 무선 전력전송 효율이 증대되어 전송거리가 증가되는 동시에, 전자기장(electromagnetic field ; EMF)의 누출(leakage)이 감소될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 메타구조체는,
    상기 제 1 전력전송부 측에 상기 제 1 전력전송부와 미리 정해진 간격으로 이격 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템.
    
13. 청구항 1항 내지 청구항 6항 및 청구항 8항 내지 청구항 12항 중 어느 한 항에 따른 벽체를 이용한 무선 전력전송 시스템을 이용하여 벽을 통해 무선으로 전력을 전송할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벽체를 이용한 무선 전력전송방법.

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