[연구실 모니터] 창의ICT공과대학 전자전기공학부 노종석 교수 전기에너지응용연구실

차세대 전기기기를 선도하다

■ 연구실을 소개한다면

  전기에너지응용 연구실은 2016년 3월에 설립된 연구실로, 전기에너지응용 관련 최첨단 신기술을 연구 및 개발하고 있다. 흔히 “전기기기는 전통 고전 학문”이라는 틀 안에서 생각하지만, 우리 연구실은 기존 고정관념을 깨고 최첨단 신기술들을 가미한 ‘차세대 전기기기’ 기술 분야를 새롭게 개척하며 선도해 나가고 있다.
  본 연구실에서는 전기-기계에너지 상호 변환 응용과 관련한 다양한 분야를 아울러, 지능형 소재들을 활용한 차세대 전기기기(구동장치·발전기·변압기 등 다양한 응용 하드웨어)를 개발하고 있다. 이와 더불어 차세대 전기기기의 개발 및 설계를 위해서 필요한 소프트웨어인 다중 물리 특성 해석 기법, 인공지능 및 이를 이용한 최적 설계 기법에 관한 연구도 수행하고 있다. 즉, 하드웨어와 소프트웨어를 모두 아우르는 인재 양성 및 연구를 수행한다.

■ 전기에너지응용 관련 최첨단 신기술은 어떻게 활용되나

  현 인류는 전기에너지의 응용 없이는 삶의 지속이 불가능하다. 전기에너지응용 기술은 작은 휴대폰 카메라의 자동초점·손떨림방지 기능부터, 중대형인 풍력발전기, 자동차·선박·기차의 구동장치·발전기·변압기 등까지 우리가 사용하는 모든 전기·기계 장치들에 하나 이상 필수적으로 들어가는 기술이다. 따라서 전기에너지응용 관련 신기술들은 우리 삶의 모든 분야에 직·간접적으로 파급효과를 미치며, 그 변화 또한 상당하다.
  한 예로, 현재 연구 진행 중인 차세대 복합기능 소형 구동장치는 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있다. 휴대폰에 이 기술이 적용된다면 크기를 더욱 소형화할 수 있고 더 많은 기능을 추가하는 것이 가능해진다. 특히 5G 휴대폰의 전자계 간섭 문제 저감에도 효과가 있어, 5G 휴대폰의 확산에 기여할 것이다.

■ 한국서부발전과 협업해 세계 최초로 ‘전력소모 없는 전자접촉기’를 개발했다

  전자접촉기란 모터·전등·발열기 등의 다양한 전기부하를 개폐함으로써 부하를 보호 또는 제어하기 위한 개폐장치 중 하나다. 이번에 개발된 전자접촉기는 획기적인 전기·기계 메커니즘을 도입함으로써 기존 솔레노이드형 전자접촉기처럼 투입상태 유지 시 전력소모가 없으며, 기존 영구자석형 전자접촉기의 제어보드 및 콘덴서가 없어 투입상태에서 전력소모가 없다는 장점이 있다. 따라서 솔레노이드형의 전력소모 문제와 발열현상으로 인한 온도 상승, 진동현상으로 인한 소음, 접점 융착, 수명단축, 순간정전현상으로 인한 오작동, 화재 등 전기사고의 위험성이 해소될 것이다. 기존 솔레노이드형을 이번에 개발된 전자접촉기로 대체 시, 소양강댐 4기의 발전용량과 맞먹는 1,460,000 MWh의 소비전력을 줄여, 연간 약 2,000억 원의 비용 절감효과가 기대된다.

■ 앞으로 진행될 연구실의 다음 연구 계획은

  전력 소모를 획기적으로 줄인 차세대 복합기능 소형 구동장치 연구를 진행하려 한다. 이 기술은 파급효과가 상당한 원천 기술로, 휴대폰 카메라·로봇 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 또한 모든 장치에 거의 필수적으로 들어가는 기존 기계식 기어를 대체해 비용 절감·안전·효율향상에 기여할 수 있는 전자기 방식의 차세대 기어 기술도 연구할 계획이다. 그 외에도 기존 방식으로는 전력 전송이 불가능한 곳에 안정적인 전력 공급이 가능한 획기적인 방식의 전력 전송 기술 개발, 변압기의 효율을 올린 고효율 차세대 소형 변압기 개발 등의 연구 계획이 있다.

정리 김규리 편집위원 | dc8805@naver.com