지난 11월, 세스나 캐러밴 항공기가 15,000피트 고도까지 상승하여 지상 태양광 패널에 보이지 않는 근적외선 레이저를 발사했고, 계기판의 전력 수치가 즉시 밝아졌습니다. 스타트업 오버뷰 에너지(Overview Energy)가 진행한 이 실험은 "하늘의 햇빛"을 기존 전력망에 직접 공급하는 것이 더 이상 실험실 연구에 그치는 것이 아니라 벤처 캐피털 투자를 유치할 수 있는 상업적 계획임을 보여줍니다.
고도 5킬로미터에서의 근적외선 실험
Overview Energy의 시험은 미국 남서부 사막 상공에서 진행되었습니다. 항공기는 지속적으로 선회했고, 레이저 빔은 얇은 구름을 통과한 후에도 지상의 상용 다결정 실리콘 패널에 명중하여 "수 킬로와트"의 전력을 출력했습니다. Solar Daily 에 따르면, 이는 우주 기반 태양 에너지의 오랜 핵심 과제였던 "무선 전력 전송"이 실제로 사용 가능한 전력을 생산하는 데 성공한 첫 번째 사례입니다.
Overview Energy는 다음 단계는 발사체를 저궤도 위성으로 옮겨 동일한 레이저로 야간에 지상 태양광 패널에 전력을 공급하는 것이라고 설명합니다.
레이저 경로 및 비용 전략
수 제곱킬로미터에 걸쳐 정류 안테나가 필요한 기존 마이크로파 솔루션과 비교했을 때, Overview Energy의 가장 큰 장점은 "지상 태양열 수신기를 재건축할 필요가 없다"는 것입니다.
레이저 파장은 햇빛 파장과 유사하여 표준 실리콘 기판이 직접 흡수할 수 있습니다. 이 회사는 전 세계적으로 수백 기가와트 규모의 기존 태양광 발전 설비에 레이저를 통합하면 자본 활용률이 약 25%에서 거의 100%까지 증가할 수 있다고 추정합니다. 이는 주간 조명과 야간 레이저 복사 에너지가 서로 보완적인 역할을 하기 때문입니다.
이러한 사고방식은 EQT 재단과 Lowercarbon Capital이 2천만 달러 규모의 초기 투자에 참여하게 된 계기가 되었는데, 이는 토지 및 인프라 구축에 드는 막대한 비용을 피하고 우주 개발 및 발사 자체에 집중하기 때문입니다.
기상 조건 및 기술적 리스크
하지만 근적외선은 짙은 구름이나 폭우에 노출되면 급격히 상승 전송 효율이 0에 가까워질 수 있습니다. 이는 원래 태양 에너지의 간헐성을 해결하기 위해 설계된 기술이 기후 변화로 인한 가동 중단 리스크 대면 노출됨을 의미합니다.
더욱이, 오버뷰 에너지가 현재까지 공개한 정보는 순간 출력에 대해 "수십 킬로와트" 정도만 언급하고 있어, 전체 효율, 난류 환경에서의 빔 흔들림 제어, 고주파 안전 차단 메커니즘 등에 대한 정보가 부족한 실정입니다. 2028년에 저궤도 위성을 발사하고 2030년에 상용 전력 공급을 시작하려는 스타트업에게 이러한 물리적 및 공학적 과제는 자본 투자와 대량 생산 일정에 직접적인 영향을 미칠 것입니다.
다음 단계: 공간 및 시장 검증
미국 정부 기관들도 타당성 조사를 진행하고 있습니다. 미 국방고등연구계획국(DARPA)은 올여름 8.5km 지상-지상 레이저 전송 시연을 완료하여 레이저의 이중 용도 가능성을 보여주었습니다. 한편, 중국은 고도 36,000km의 정지궤도에 대규모 마이크로파 발전소를 건설하기로 결정하고, 국가 대규모 기반 시설 개발 사업에 착수했습니다.
이 두 전략은 인터넷 시대의 메인프레임 대 개인용 컴퓨터 논쟁을 떠올리게 합니다. 즉, 모든 기상 조건에 안정적인 단일 전원 공급 장치를 추구해야 할지, 아니면 분산형의 소형 광학 시스템으로 빠르게 혁신해야 할지 선택해야 하는 문제입니다. 현재 시장은 아직 결론을 내리지 못하고 있습니다.
하지만 Overview Energy의 실험은 적어도 한 가지는 증명합니다. 우주 기반 발전은 거대하고 미완성된 발전소를 기다릴 필요가 없으며, 지상 자산과 통합할 수 있는 길이 이미 존재한다는 것입니다. 변화무쌍한 대기 환경에서도 안정성을 유지하고 맑은 밤에도 긍정적인 현금 흐름을 창출할 수 있음을 입증한다면, 전 세계 시설에 사용되는 모든 실리콘 웨이퍼의 가치가 재평가될 가능성이 있습니다.
이 레이저 빔이 구름을 뚫고 투자자들의 우려를 해소할 수 있을지가 재생에너지 시장에 새로운 24시간 시대를 열 수 있을지를 결정할 것입니다.
