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2019/12/02 한양뉴스 > 학술 > 이달의연구자

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[이달의 연구자] 김래영 교수, 전력 마이크로그리드와 직류 전력망으로 에너지 효율 높이다

효율적인 에너지 사용에 다가가다

윤석현

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/dfDDB

내용

책과 아날로그 시계 못지 않게 태블릿PC와 스마트워치를 자주 볼 수 있다. 주변 사물들이 전자기기로 변하면서 전원과 에너지에 대한 연구도 활발하다. 김래영 서울캠퍼스 전기·생체공학부 교수는 에너지를 더 효율적으로 생산, 저장, 전송하는 방법을 찾고 있다.


수소차와 스마트폰이 각각 수소 전지와 리튬 이온 전지를 사용하는 것처럼 모든 전자기기는 각자 알맞은 형태의 전원 장치가 필요하다. 김래영 교수가 연구하는 전력전자학은 주파수와 전압·전류의 크기를 조절해 전기 에너지의 효율적인 변환과 제어를 다룬다.
 
▲ 김래영 서울캠퍼스 전기·생체공학부 교수가 최근 연구 중인 마이크로그리드와 직류 전력망 시스템을 설명하고 있다.

김 교수가 최근 연구하는 분야는 마이크로그리드와 직류 전력망 시스템이다. 마이크로그리드는 여러 개의 분산형 전원을 이용해 개인적이고 국소적인 전력 공급 및 저장 시스템을 갖춘 형태를 말한다. 기존 전력 시스템은 원자력과 화력 발전소와 같은 대규모 발전소에서 생산된 전기를 소비자에게 전달한다. 이 과정에서 많은 송·배전망을 거치기 때문에 전력 손실을 초래한다.

김 교수는 레고-블록형 스마트 전력전자 플랫폼을 통해 마이크로그리드 구축하고 있다. 기존은 시스템 규모에 맞게 전력 플랫폼을 개발해야 했다. 레고-블록형 플랫폼은 전력망 규모에 맞게 마이크로그리드를 병렬 연결할 수 있어 다양한 크기의 발전소를 제작할 수 있다. 전기 수요가 높은 부근에 발전소를 구축한다면 전송에 따른 손실도 줄일 뿐 아니라 부지 제약도 줄 일 수 있다.
 
▲레고-블록형 전력전자 플랫폼을 병렬 연결함으로써 마이크로그리드를 구축할 수 있다. (김래영 교수 제공)

김 교수가 연구 중인 직류 전력망은 높은 효율을 자랑한다. 오늘날 대부분의 전력망은 교류 에너지로 구성돼 있다. 에디슨의 직류보다 테슬라의 교류 전력이 전송 효율이 좋았기 때문이다. 하지만 전자기기는 대부분 전원이 직류다. 직류 전력망에선 교류를 직류로 변환하는 과정이 없어 전력 손실이 적다. 김 교수는 "지금은 반도체 기술을 통해 교류를 직류처럼 바꿀 수 있다”고 전했다.

김 교수가 연구하는 전력전자 기술은 전기자 충전소에서부터 무선전력전송까지 다양한 세상을 그릴 수 있다.김 교수는 “전력전자 기술뿐만 아니라 공학을 통해 사람들에게 더욱 편리하고 새롭고 멋진 경험을 선사하는 것”이 궁극적인 목표라고 밝혔다.


글/ 윤석현 기자    
 aladin@hanyang.ac.kr
사진/ 김주은 기자     
coram0deo@hanyang.ac.kr
 
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