차세대 초전도 선 적용 초전도 한류기 개발
차세대 초전도 선을 적용한 단상 22.9kV, 630A 초전도 한류기 개발에 성공한 석복렬 박사(현대중공업 책임연구원)는 이같이 소감을 밝혔다.
초전도 한류기란 전기적인 저항(손실)이 전혀 없는 초전도 현상을 이용해 평소에는 손실이 없어 전력계통에 아무런 영향을 주지 않다가 단락이나 낙뢰 등으 사고로 전력계통에 임의의 사고가 발생하면 사고전류를 초고속으로 낮춰주는 전력계통 보호 장치다.
그간 차단기가 고장전류를 감지하고 복구해왔지만 별도의 감지 장치가 요구되는 데다 2회 이상 사용시 교체해 주어야 하며 복구를 위해 전원을 내릴 수밖에 없는 단점을 안고 있었다.
대규모 정전이 있었던 2003년 미국은 한 해 국내총생산(GDP)의 1%를 정전사고에 따른 대가로 치렀다. 2005년 국내 한 반도체 공장에서는 10분의 정전으로 최소 2000억원의 피해를 입은 것으로 알려졌다.
석박사는 이번에 개발한 한류기에 “손실이 거의 없고 154kV 이상의 고전압 전기 절연에도 유리한 새로운 개념의 초전도 선을 기본 틀에 감아서 초전도 선 사이에 자기적인 유도가 없도록 해 손실발생을 최소화한 무유도 권선법을 개발해 적용했다”며 “154kV급에 관한 핵심기술을 현재 확보한 상태며 이의 개발과정을 통해 2011년쯤 실용화를 추진할 계획”이라고 말했다.
석박사는 해외 기술동향에 대해 “미국은 2004년부터 초전도 벌크 소자를 이용한 138kV의 초전도 한류기 개발을 추진했으나 2006년 한류소자의 신뢰성 문제로 이 방식을 중단하고 현재 한류소자를 차세대 초전도 선으로 변경해 새로운 방식의 138kV급 초전도 한류기 개발 프로젝트를 시작했다”고 설명했다.
이어 “프랑스는 2004년부터 초전도 벌크 소자를 이용한 10kV급 초전도 한류기를 개발하고, 2005년부터 110kV급 초전도 한류기를 개발 프로젝트를 시작하고 있으며 일본은 2006년부터 차세대 초전도 선을 적용한 6.6kV 초전도 한류기 개발하고 있다”고 전했다.
석박사는 이번 프로젝트에 대해 2004년 7월부터 다음달까지 33개월간 38억원의 연구비를 책정받아 연세대학교와 공동연구를 수행한 끝에 조기에 이를 개발할 수 있었다고 전했다.
한편, 과기부는 21세기 프론티어 연구개발 사업중 하나인‘차세대 초전도 응용기술 개발사업단’에서 석박사팀과 함께 한전 전력연구원 현옥배 박사 연구팀도 3상 22.9kV, 630A 선로변경식 하이브리드 초전도 한류기 개발에 성공해 미국 IGC-슈퍼 파워사, 프랑스 넥상스사, 일본 도시바사 등이 주도해온 초전도 한류기 기술을 추월할 수 있게 됐다고 평가하고 있다.
또한 2건의 한류기 개발 성공으로 향후 22.9kV급과 154kV급의 핵심원천기술을 확보하게 돼 향후 초전도 한류기 분야에서 세계를 선도할 수 있는 기반을 마련했다고 전했다.
이 기술들이 본격 상용화되면 전력수요의 상승으로 송전용량을 증가시켜도 기존 차단기의 용량증대 없이 사용가능해 정전비용 및 전기품질문제로 인한 비용 손실을 절감할 수 있어 연간 2조7400억원의 경제적 이익을 가져다 줄 것이란 전망이다.
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<석복렬 박사 프로필>
▲1994 부산대학교 전기공학 공학사
▲1996 부산대학교 전기공학 공학석사
▲2000 일본 큐슈대학교 전기전자시스템공학 공학박사
▲2000.04 ～ 2001.03 일본 통산성 공업기술원
▲2001.03 ～ 2004.12 현대중공업(주) 기계전기연구소 선임연구원
▲2004.01 ～ 현재 현대중공업(주) 기계전기연구소 전기기반팀 팀장
▲2005.01 ～ 현재 현대중공업(주) 기계전기연구소 책임연구원