한국전기연구원은 우리나라 전기공업과 전력산업에 기여할 기술을 개발하기위해 설립된 기관.
전기연은 지난 1976년 설립된 이래 30여 년간 화력발전기용 디지털여자제어기, 고속전철용 전기추진시스템, 자기부상 시스템, 원자력발전소용 연료봉제어장치 등 산업에 직결된 기술은 물론 전력수급정책, 전력수요관리 등 공공분야의 연구개발에서 많은 성과를 거뒀다.
현재 미래 성장동력과 직결되는 초전도 재료 및 응용기술, 차세대전자가속기, 영상의료기기 등에서도 지속적인 연구개발을 추진 중이다. 친환경 고신뢰 전력시스템기술과 차세대 전기기기기술, 전기신소재기술, 전기 융합기술, 전기기기 시험·평가 기술이 전기연구원의 중점 연구영역.
2011년경에는 초고압 전력기기 및 전력설비 제어운영시스템을 상용화하고 고속고출력고효율 전동력기술 세계5위를 기록하는 한편, 초전도기술 및 나노기술 기반 전기신소재 응용기술을 선도하는 것이 목표다.
한국전기연구원의 톱브랜드 프로젝트는 초고압 전력기기 개발, 초전도선을 이용한 기기 개발, 고효율·고출력·고속·고정밀 전동력 응용기술 개발 등이다. 이 중 지난해 정부출연연 71개 톱브랜드 사업중 8대 우수사업으로 선정된 '4HI 전동력시스템'사업을 소개해본다.
◆전동기 효율 높여 에너지 절약
한국전기연구원의 '4HI Motortronics(전동력시스템)'는 고효율·고출력·고속·고정밀 전동력 응용기술을 개발하는 사업이다. 이를 통해 고유가 시대에 에너지 절약과 국내 반도체 및 LCD산업의 국산화에 기여하는 것이 목표다.
전기연 산업전기연구단 전동력연구그룹 연구팀은 현재 에너지 절약을 위한 고효율 전동기, LCD 및 반도체장비용 고출력 횡자속 전동기, 산업용 고속회전기 분야 등 산업과 직결된 연구를 수행중이다.
그런 점에서 다른 출연연 연구팀과 달리 기술료 수익이 많은 편이다. 4HI사업과 관련, 작년 기준으로 4억원의 기술료를 받았고 올해도 비슷한 규모의 수입을 예상하고 있다. 즉, 투자금액의 20% 이상을 회수하는 셈이다.
그러나 연구팀은 당장의 성과보다도 에너지 문제와 산업에 미칠 파급효과 등 장기적인 결과에 주목하고 있다.
전기연 산업전기연구단 전동력연구그룹장 구대현 박사는 "전동기는 국내 총 소비전력의 60%가 넘는다"며 "따라서 전동기의 효율을 높이는 것이 에너지 절약의 중요한 관건"이라고 말했다.
이에 연구팀은 표준전동기보다 에너지손실을 20~30% 줄여 효율이 3%정도 높은 고효율전동기를 개발중이다. 이는 소음이 적고 수명도 길지만 가격은 표준전동기보다 15~30%가량 높다.
연구팀은 이와 함께 의무적 에너지효율기준인 최저효율제 정책도입도 추진, 지난해 5월 3상 고효율 전동기 추진을 위한 최저효율제 법안이 산자부 고시로 발효하는 성과도 거뒀다. 올해 7월 1일부터 37kW~200kW, 2010년 1월 1일부터는 0.75kW~200kW급 전동기까지 이 법안이 시행될 예정이다.
구대현 박사는 "최저효율제가 시행되면 일정기준에 미달되는 저효율제품의 사용이 금지돼 연간 3천700억원 정도의 전력이 절약되고 이산화탄소 배출저감 효과도 상당할 것"이라고 설명했다.
나아가 연구팀은 일반 유도전동기보다 6% 효율이 높은 프리미엄 전동기 개발 준비에도 한창이다. 총 45억 6천만원의 연구비가 투입된 개발과제에는 시대전기, SPG, 성신, 한양대 등이 함께 참여중이며, 현재 프랑스에서만 생산중인 동다이캐스팅 회전자 등 기술을 도입, 1단계로 소규모 전동기를 개발하고있다.
구 박사는 "프리미엄급 고효율 전동기가 개발되면 1840MW의 에너지 절약 효과가 있을 것"이라며 "이는 600MW급 원자력 발전소 3기를 대체하는 규모로 경제적으로는 약 1조원에 달하는 가치를 나타낸다"고 덧붙였다.
그는 그러나 "미국의 경우 이미 3년내 프리미엄 전동기를 일반화하고 수퍼프리미엄 전동기 개발을 준비하는 등 앞서가고 있어 연구속도에 박차를 가하는 것이 우리의 과제"라고 덧붙였다.
◆반도체·LCD산업 국산화…국가주력산업 발전
연구팀은 고효율 전동기 외에도 고출력 횡(橫)자속 전동기에 대한 연구를 중점 수행중이다. 기계적 동력변환장치 없이 직접 직선운동을 제공하는 선형전동기는 복잡한 기계구조를 단순화하고 먼지 발생도 줄일 수 있다.
현재 연구팀은 횡자속 전동기 분야에서 10kW급 회전기 및 10kN급 선형기 개발 실적을보유하고 있고, 지난 2006년엔 세계 최초로 LCD 및 반도체 물류 이송 장치에 상용화하는 데 성공했다.
선형 전동기이용 이송시스템은 LCD 및 반도체 생산분야는 물론 나노이송시스템 관련 산업계, 지하철 및 엘리베이터 등 운송 시스템 분야, 지진제어 및 우주선 발사 장치 등 첨단 시스템, 인공심장 박동기와 같은 초정밀 의료기기 시스템 등에 이르기까지 적용 분야가 다양하다.
연구팀은 현재 추진 및 리니어 모션 가이드 결합 시스템, 추진 및 비접촉 전원공급 결합시스템 등 횡자속 전동기 관련 기술 응용화에 노력중이다. 이같은 고출력 전동기 개발로는 약 2천억원의 수입대체 효과가 기대된다는 설명이다.
한편 산업현장에서 바로 쓸 수 있는 기술연구에 집중해온 구 박사는 중소기업의 연구 여력이 거의 없는 만큼 정부차원의 지원이 시급하다고 지적했다. 구 박사는 "정부차원에서 기술센터를 운영함으로써 중소기업에 보다 장기적인 연구지원을 했으면 좋겠다"고 말했다.
한국전기연구원은 지난 1976년 한국전기기기시험연구소로 출범한 전기전문 출연기관으로 경남 창원에 본원을, 경기도 의왕과 안산에 분원을 두고 있다. 1981년 한국통신기술연구소와 통합하면서 한국전기통신연구소로 바뀌었으며, 1985년 다시 한국전기연구소로 분리 발족됐다. 2001년엔 산업기술연구회 소속 한국전기연구원으로 이름을 바꿨다. 전력통신시스템, 발전소계측제어시스템, 초고압차단기 및 개폐기, 전력변환장치, 고효율 고속전동기, 고온초전도기기 및 케이블, 리튬2차전지, 전력용 반도체, 의료영상진단기기 등 전통적인 전기기술을 포함한 기초원천기술에서부터 반도체 및 영상의료기술에 이르는 첨단융합기술 개발을 주요업무로 하고 있다. 또한 전력기기에 대한 성능평가를 수행하는 시험인증 분야에서는 세계 3대 공인 전력기기 시험인증 기관으로서 국내 전력기기들의 수출경쟁력 향상에 기여하고 있다.  포토뉴스
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