고압 전선에서 직접 충전하는 드론

(The photo at left shows the drone's cable guide (white), inside of which is its gripper (blue). Credit: University of Southern Denmark)

최근 드론은 사람이 쉽게 감시하기 어려운 시설물 감시와 관리에 활용되고 있습니다. 대표적인 사례 중 하나는 바로 고압 전선입니다. 수백 km에 달하는 고압 전선 중 하나만 끊어져도 전체 전력망에 심각한 위기를 초래할 수 있는 만큼 사전에 위험이 없는지 검사하는데, 사람이나 카메라보다 긴 전선 사이를 날아가는 드론이 더 적합한 방법입니다.

하지만 드론의 최대 단점은 긴 전력선을 꼼꼼히 감시하기에는 배터리 작동 시간이 짧다는 것입니다. 서던 덴마크 대학의 연구팀은 이 문제를 극복하기 위해 전력선에서 직접 전기를 끌어다 배터리를 충전시킬 수 있는 드론을 개발했습니다. 쿼드롭터 드론 위에 독특하게 생긴 집게 같은 그리퍼 (gripper)를 달아 고정하고 유도 전류를 이용한 비접촉식 충전 방식으로 배터리를 충전하는 것입니다.

(동영상)

이 드론은 특별한 부품으로 제조한 것이 아니라 시중에서 쉽게 구할 수 있는 부품을 이용해서 제조했습니다. 프레임은 타롯 650 (Tarot 650) 스포츠 탄소 섬유 드론 프레임을 이용했고 7,000-mAh 리튬 폴리머 배터리에, 라즈베리 파이 4B 프로세서, 픽스호크 V6X 자동 조종 모듈 (Pixhawk V6X autopilot module), 밀리미터 웨이브 레이더와 카메라를 사용했습니다. 특별한 부분은 그리퍼와 무선 충전 모듈 정도입니다.

연구팀은 이 4.3kg 무게 드론을 덴마크의 HCA 공항 인근 전력선에서 실제로 테스트했습니다. 그 결과 무선 충전 모듈과 그리퍼 때문에 무게가 늘어나 기본적으로 배터리 사용시간은 줄어들었지만, 5회 충전을 하면서 2 시간 동안 전력선을 감시할 수 있다는 점을 보여줬습니다.

앞으로 연구팀은 이 드론을 다양한 기상 조건에서 테스트해서 신뢰성을 검증할 예정입니다. 이전에 소개했던 전력선에 매달리는 로봇보다 검사 속도가 빨라 상당히 그럴 듯한 아이디어인데 앞으로 실용화될 수 있을지 궁금합니다.

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221545365493

참고

https://newatlas.com/drones/drone-operate-indefinitely-recharging-power-lines/

https://findresearcher.sdu.dk/ws/portalfiles/portal/256010085/ICRA2024_Autonomous_Overhead_Powerline_Recharging_for_Uninterrupted_Drone_Operations.pdf

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