국내 연구진이 크기와 무게를 획기적으로 줄인 고속 초전도 모터 개발에 성공해 ‘미래 산업기기의 주역’으로 떠오르고 있는 고속 초전도 모터 분야에서 우리나라가 세계 최고 수준의 기술을 확보하였다. 과학기술부『21세기 프론티어연구개발사업단』 “차세대초전도응용기술개발사업단(단장 : 류강식)”에서는 ‘산업용 초전도 모터 개발’ 과제를 통해, 한국전기연구원(원장 : 박동욱) 권영길 박사팀은 두산중공업(주)(대표 : 이남두) 김영춘 박사팀과 공동으로 1,300마력, 3,600rpm의 고속 초전도 모터(Superconducting motor) 개발에 성공하였다. 이 초전도 모터에 적용된 기술 중 정지된 상태에 있는 냉각장치에서 고속(3,600rpm)으로 돌고 있는 초전도 자석 속으로 냉매를 계속 공급하는 기술은 매우 난이도가 높은 기술로서 세계 최고 수준의 기술로 평가 받고 있으며, 이 기술의 확보로 우리나라는 향후 초전도 모터 실용화 단계에서 세계적인 기술개발 우위를 확보할 수 있는 발판을 마련하게 되었다. 이번에 개발한 1,300마력 초전도 모터는 향후 장기 실증시험을 통해 신뢰성 검증 및 상용 운전기술을 추가로 확보하여 2008년 이후 담수설비와 같이 고속 모터가 필요한 산업현장에 실제 투입하여 실용화할 계획이며, 에너지절약 및 전력품질의 고효율화를 동시에 추구할 수 있는 초전도 발전기나 풍력발전용의 실용화기 개발 등에도 활용하여 연구 성과를 극대화할 예정이다. 21세기 에너지 저소비형 산업기반조성을 위해서는 총 전기에너지 소비의 25% 이상을 차지하는 1,000마력 이상 산업용 모터의 효율향상과 크기, 무게 등을 획기적으로 저감하는 기술 개발이 필수적이다. 초전도 모터는 새로운 개념의 첨단 전기기기로서 같은 용량의 기존 모터에 비해 크기와 무게를 1/3이하로 줄이면서 동시에 2%이상 효율을 높일 수 있어 미래의 산업용 대용량 모터로서 파급효과가 지대할 것으로 예상된다. 초전도 모터가 본격 상용화되는 2015년경의 초기 세계시장 규모는 약 4억불 규모로 예상되며, 현재 사용되고 있는 1,000마력 이상의 산업용 모터들을 초전도 모터로 대체한다고 가정하면 연간 약 1억불 규모의 에너지 절약효과를 기대할 수 있다. 또한 초전도 모터와 같은 고효율 산업용 전력기기의 사용은 에너지 절약효과를 파생시키고 간접적으로 지구온난화의 주범인 CO2 배출가스를 줄일 수 있는 친환경적 파급효과가 클 것으로 예상된다. 이번에 개발된 초전도 모터와 관련된 기술은 저명한 초전도 응용기술학회(ASC)와 국제전기전자공학회(IEEE-MT) 등의 국제학술대회에 발표되었으며, 연구진은 이 기술과 관련하여 SCI급 국제저명학술지에 논문 9편 게재, 국내외 특허 출원 17건, 등록 14건의 지적재산권을 확보하였다. ◇ 초전도 (현상): 어떤 물질이 적절한 조건 하에서 물질의 전기저항이 완전히 사라지는 특성과 자기장을 배척하는 완전반자성 특성을 갖게 되는 현상. ◇ 모터: 전기 에너지로부터 회전력을 얻는 전기기기. ◇ 발전기: 도체(導體)가 자기장 속에서 운동할 때 전기가 발생하는 것을 이용하여, 역학적 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 장치. ◇ 마력(hp: horse power): 동력이나 일의 양을 나타내는 실용 단위. 말 한 마리의 힘에 해당하는 일의 양으로 1마력은 1초당 746줄(Joule)에 해당하는 노동량으로 746와트(W)의 전력에 해당함. ◇ rpm(revolutions per minute): 회전체의 1분당 회전한 바퀴수. ◇ 산업용 모터: 가정에 사용되지 않고 산업현장(공장)에서 압연기, 분쇄기, 송풍기 등에 사용되는 대용량 구동장치와 전철 및 선박용 구동장치. ◇ 초전도 코일: 초전도 선재를 보빈 위에 일정하게 감은 코일. ◇ 회전자 용기: 회전하는 초전도코일의 냉각과 극저온 유지를 위해 고진공 유지가 가능한 원통형 구조물. ◇ 초전도 회전자: 초전도 코일이 들어있는 초전도 발전기나 모터의 회전부. ◇ 공심형 전기자: 기존 모터의 전기자와 달리 철심을 사용하지 않는 초전도 모터나 발전기의 고정자. ◇ 보빈: 코일이 감겨지는 지지부. ◇ 냉매: 아주 낮은 온도로 냉각할 때 사용하는 매체로 원하는 온도에 따라 다르며, 액체헬륨, 액체질소, 액체네온 등이 있음. ◇ 냉동기: 기체를 압축하여 기화(氣化)시키면 둘레로부터 기화열을 빼앗아 온도가 낮아지는 원리를 이용하여 원하는 물건의 온도를 낮추어 차갑게 하거나 얼리는 기계. ◇ 전도냉각방식: 냉매에 의하여 직접 초전도 코일을 냉각하지 않고 열전달이 잘되는 매개체(금속)를 이용한 냉각 방법. ◇ 담수설비: 인간의 용수로써는 부적절한 바닷물을 염분과 수분을 분리하여 용수 및 식수로 사용할 수 있도록 하는 시설. 언론문의처 : 과학기술부 기초연구국 원천기술개발과 사무관 김중호 02)509-7753 출처 : 과학기술부 홈페이지 : http://www.most.go.kr