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신재생에너지의 핵심기술은 혁신적인 전력전자 기술

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설승기 교수, 서울대학교 공과대학 전기컴퓨터공학부
전력전자 분야에서 가장 활발한 연구개발 활동을 하고 있는 전문가로 서울대학교 설승기 교수가 있다. 미국 GM, 일본 야스카와전기를 비롯한 국내외의 많은 업체들과 전력전자 분야 프로젝트를 추진하고 있으며, 설승기 교수의 연구결과에는 세계가 이목을 집중하고 있다.
신재생에너지가 급부상하고 있다. 배럴당 100달러를 향해 달리는 유가의 상승이 지속되고, 지구 환경 보전을 위한 국제적인 강제 규정 움직임도 활발하게 추진중이다. 고갈되어 가는 석유자원을 대체하고 환경 오염원을 발생하지 않는 새로운 대체 에너지원에 대한 관심이 크게 증가하고 있는 것이다.
현재 석유자원의 30% 이상이 수송용과 발전용에 사용되고 있다. 발전용 에너지의 60% 이상은 모터 구동에 쓰인다. 전기 에너지의 80% 이상은 조명과 모터 구동에 사용된다. 이러한 현실에서 에너지를 최대한 절감하기 위한 다각적인 노력이 진행중이다. 유가의 상승은 지속되고 있는 반면, 전력변환 시스템은 실질가격을 기준으로 50% 이하로 하락했다. 따라서 더 많은 곳에서 전력변환기의 사용이 다각적으로 모색되고 있는 것이다. 또한 정보통신 기술이 많은 분야에서 접목중이다. 정보통신 기술을 이용한 에너지 제어에서 핵심적인 역할을 하는 것이 바로 전력전자 기술이다.
에너지 사용 최적화 기술이 요구된다
설승기 서울대학교 교수는 “유가의 상승과 정보통신 기술에 기반한 전력전자 기술을 통해 기존의 에너지 소모량을30~50%까지 절감할 수 있다.”고 말했다. 이러한 전력전자 기술은 기존의 전통적인 산업자동화 분야에서의 모터 제어는 물론, 하이브리드 자동차, 연료전지, 태양광 및 풍력발전, 그리고 가전분야에 이르기까지 폭넓게 시장이 형성되고 있다. 전력전자 기술에 대한 폭발적 수요가 형성되고 있는 중이다.
하이브리드 자동차는 에너지 손실을 최소화하고자 하는 노력속에서 연구개발이 적극 추진되고 있는 대표적인 분야이다. 기존의 자동차는 소비 에너지가 무척 높다. 50~100여개의 소형모터를 사용하고 있기 때문이다. 더구나 주행속도가 일정치 않아 급격한 가감속이 이루어지는 도심지역에서의 자동차 에너지 손실은 더욱 높아진다. 그 손실 에너지를 회수하여 재사용하고자 하는 노력의 결과가 하이브리드 자동차의 탄생을 낳았다. “엔진의 최적 효율점은 속도와 회전력에 의해서 결정된다. 이러한 최적 효율화는 기존의 다단기어 방식으로는 불가능하다. 따라서 하이브리드 자동차는 엔진을 최적 효율점에서 운전하는 것을 목표로 한다.”
설승기 교수는 냉장고, 세탁기, 에어컨 등 가전분야에서도 전력전자 기술이 크게 파급될 것으로 전망했다. “가전분야에서도 에너지 절감과 사용의 편리성이 최대의 화두이다. 현재 전력전자 기기의 채용은 30~40% 미만인 실정이며, 궁극적으로 10년이내에는 80~90%까지 확대될 것이다.”고 말했다. GNP의 성장과 비례하여 가전분야에서의 시스템 효율과, 사용자 편리성을 높이기 위한 고효율 전력변환기의 채용이 늘어나고 있다는 것이다.
전력전자 기술로 에너지를 잡아라
풍력 및 태양광 발전, 그리고 연료전지 분야에서도 기존의 전류를 교류로 변환하기 위한 전력전자 기술이 핵심을 차지한다. 전력변환 회로와 제어기술은 점점 고효율을 확보하면서 크기와 가격은 하락중이기도 하다. 때문에 전세계적으로 관심이 급증하고 있는 풍력 및 태양광 발전분야에서 전력전자 분야 시장확대가 지속적으로 성장해 나갈 전망이다.
설승기 교수는 “국내에서는 국토가 좁고, 기간 전력망의 구축이 우수한 편이지만, 해외의 경우에는 거대규모의 해상 풍력단지가 지속적으로 추진되고 있는 실정이다.”며, 국내 신재생에너지 전문업체들의 관심과 시장 진출이 활발하게 진행되고 있는 지금, 전력전자 기술의 확보에 우선순위를 두고 있는 중이라고 설명했다.
“신재생에너지 분야에서 사용되는 전력변환장치는 무엇보다도 일반 산업자동화에서 사용되는 기술에 비해 효율이 매우 높아야 한다. 또한 수명이 좋아야 하며, 전원을 상대하는 분야이기에 사용분야에 대한 특성을 고려하는 것이 무엇보다 중요하다.” 해상 풍력단지 등에 설치될 경우에는 바다라는 악조건과 풍속 및 풍향의 변화에도 유연하게 대처할 수 있어야 하며, 태양광에서는 반도체가 가장 민감한 발열부문에서의 환경조건을 충족시켜야 한다. 또한 손실없는 장거리 전력전송을 위한 조건도 고려한 특화된 전력전자 기술이 필요하다는 것이다.
아이씨엔 매거진 2007년 12월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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