DARPA가 주도한 POWER 프로그램이 8.6km 거리에서 800W 이상의 전력을 30초간 전송하는 데 성공했습니다. 솔직히 저는 이 기록을 보고 무선 전력 전송이 더 이상 먼 미래의 이야기가 아니라는 확신을 갖게 되었습니다. AI 시대로 접어들면서 전력 부족 문제가 계속 불거지는 상황에서, 이 기술이 현실적인 해결책이 될 수 있겠다는 생각이 들었습니다.
8km 거리 800W 전송, 기존 기록을 압도하다
이번 POWER 프로그램의 PRAD(POWER Receiver Array Demo) 테스트는 광학 전력 빔(Optical Power Beaming) 분야에서 기존 기록을 완전히 갈아치웠습니다. 여기서 광학 전력 빔이란 레이저를 이용해 전기 에너지를 빛으로 변환한 뒤 원거리로 전송하고, 수신 측에서 다시 전기로 바꾸는 기술을 의미합니다.
기존 최고 기록은 1.7km 거리에서 평균 230W를 25초간 전송한 것이었는데, 이번에는 거리와 전력 모두에서 이를 크게 뛰어넘었습니다. 전체 테스트 기간 동안 전송된 에너지는 1메가줄을 넘어섰는데, 쉽게 말해 약 277Wh에 해당하는 전력량입니다.
저는 예전부터 전력망 인프라 문제에 관심이 많았습니다. 특히 미국처럼 아직도 110V 전압을 쓰는 나라들은 전력망 전체를 교체하려면 천문학적인 비용이 들기 때문에, 오히려 반도체나 AI 칩 쪽에서 전력 효율을 높이는 방향으로 발전할 것이라고 생각했습니다. 그런데 이번 기술을 보면서 생각이 바뀌었습니다. 기존 전력망을 완전히 우회할 수 있는 방법이 나올 수도 있겠다는 확신이 들었거든요.
이번 테스트의 핵심은 Teravec Technologies가 설계한 수신기에 있습니다. 이 수신기는 레이저 빔이 들어가는 작은 개구부를 통해 빛을 포획한 뒤, 내부의 포물선 거울로 반사시켜 수십 개의 광전지(photovoltaic cell)에 고르게 분산시키는 구조입니다. 광전지란 흔히 태양광 패널에 쓰이는 것과 같은 원리로, 빛 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 소자입니다.
더 놀라운 점은 이 테스트가 지상에서 지상으로 이뤄졌다는 사실입니다. 대기의 영향을 가장 많이 받는 조건에서도 성공했다는 뜻이죠. POWER 프로그램 책임자인 Paul Jaffe는 "대기를 수직으로 통과할 때보다 수평으로 통과할 때 훨씬 더 많은 대기를 거쳐야 해서 어렵다"고 설명했습니다. 제 경험상 이런 극한 조건에서의 테스트 성공은 실제 상용화 가능성을 크게 높여줍니다.
변환 효율도 인상적입니다. 짧은 거리에서는 레이저 출력 대비 전기 출력이 20% 이상 나왔습니다. 이 수치는 첫 시제품 치고는 상당히 높은 편인데, 특히 수신기를 불과 3개월 만에 완성했다는 점을 고려하면 더욱 그렇습니다.
주요 성과를 정리하면 다음과 같습니다:
- 전송 거리: 8.6km (기존 최고 기록 대비 2배 이상)
- 전송 전력: 800W 이상 (기존 230W 대비 3.5배)
- 총 전송 에너지: 1메가줄 이상
- 변환 효율: 짧은 거리에서 20% 이상
- 수신기 개발 기간: 약 3개월
RTX와 Teravec의 협력, 그리고 실용화 전망
구글에서 Teravec Technologies를 검색해보니 레이저 관련 기술을 보유한 비상장 기업으로, 주로 국방 연구 프로젝트를 수행하는 회사였습니다. 이 회사가 Rochester Institute of Technology, Packet Digital과 함께 수신기 핵심 부품을 개발했고, RTX(Raytheon Technologies)가 전체 시스템 통합과 플랫폼화를 담당하는 구조입니다.
저는 개인적으로 이 협력 구조가 상당히 흥미롭다고 봅니다. RTX는 DARPA POWER 프로그램의 핵심 참여 기업으로, 이미 상장된 대형 방산업체입니다. Teravec은 비상장이지만 RTX를 통해 간접적으로 투자할 수 있는 구조가 만들어진 셈이죠. 여기서 RTX란 미국의 대표적인 방위산업체로, 항공우주 및 국방 시스템 분야의 글로벌 리더입니다.
이 기술이 본격적으로 상용화되면 어떤 변화가 올까요? 제가 생각하기에 가장 먼저 혜택을 볼 분야는 무인항공기(UAV)입니다. 드론에 배터리를 실어 나르는 대신, 지상이나 다른 항공기에서 계속 전력을 보내주면 비행 시간 제약이 사라집니다. 군사 작전이나 재난 구조 현장에서 엄청난 효율 향상이 가능하겠죠.
하지만 제 관심은 따로 있습니다. 바로 AI 데이터센터 전력 문제입니다. 요즘 AI 학습과 추론에 필요한 전력량이 폭발적으로 늘어나면서, 기존 전력망으로는 감당이 안 되는 상황이 오고 있습니다. 그런데 만약 우주 태양광 발전소에서 지상으로 무선 전력을 보낼 수 있다면 어떨까요? 지구 궤도상에서는 24시간 햇빛을 받을 수 있으니, 안정적이고 막대한 전력을 확보할 수 있습니다.
물론 아직 800W 수준이고 거리도 8km에 불과합니다. 우주에서 지상까지는 최소 수백 km를 전송해야 하니 갈 길이 멀죠. 하지만 이 기술이 기하급수적으로 발전할 가능성이 있다고 봅니다. 수신기 설계 최적화, 고출력 레이저 개발, 대기 보정 기술 향상 등이 동시에 진행되면 생각보다 빠르게 실용화될 수 있습니다.
DARPA는 이미 POWER 프로그램 2단계를 준비 중이며, 2025년 5월 29일 산업체 설명회를 개최한다고 밝혔습니다. 수직 전력 전송(지상↔상공)과 중계 시스템 통합이 주요 목표라고 합니다. 저는 이 2단계가 성공하면 실제 드론이나 소형 비행체에 적용되는 시제품이 나올 것으로 예상합니다.
개인적으로 이 기술은 단순히 군사용에 그치지 않을 것이라고 봅니다. 스마트폰, 노트북, 전기차까지 언젠가는 케이블 없이 전력을 공급받는 시대가 올 수 있습니다. 지금 우리가 쓰는 무선 충전(Qi 방식)은 수 cm 거리에서만 작동하지만, 광학 전력 빔은 수 km를 넘어 언젠가 수백 km까지 갈 수 있으니까요.
실용화까지 넘어야 할 산도 많습니다. 레이저 안전성 확보, 날씨에 따른 성능 변동 문제, 비용 절감 등이 과제입니다. 하지만 제가 이번 발표 자료를 보면서 느낀 건, 이 기술이 이미 '가능성' 단계를 넘어 '실현 가능성' 단계로 접어들었다는 점입니다. 앞으로 5년 안에 상용 제품이 나와도 전혀 놀랍지 않을 것 같습니다.
무선 전력 전송 기술은 전력망 인프라의 패러다임 자체를 바꿀 잠재력이 있습니다. 기존 송전탑과 케이블에 의존하던 방식에서 벗어나, 필요한 곳에 즉시 전력을 보낼 수 있는 시대가 온다면 AI 산업뿐 아니라 제조업, 물류, 국방, 재난 대응 등 모든 분야가 혜택을 볼 것입니다. 저는 이 기술의 발전을 계속 주목하면서, RTX 같은 관련 기업의 움직임도 눈여겨볼 계획입니다.
참고: https://www.darpa.mil/news/2025/darpa-program-distance-record-power-beaming
기사: https://www.g-enews.com/article/Global-Biz/2025/10/20251014174501437fbbec65dfb_1