국내 미흡한 풍력발전 기술력을 선진국 수준으로 향상 목표

한양대학교 전자컴퓨터공학부 권병일 교수를 주축으로 한 에너지변환시스템연구실(http://elecma. hanyang.ac.kr)에서는 세계 수준의 연구중심대학 육성사업(World Class University, WCU)의 세계적 석학 초빙지원 과제(유형3) 중 ‘전기 에너지 변환시스템 분야 교육의 국제화(연구과제명: 풍력발전 시스템용 가 변속 발전기와 전력변환장치 연구)’ 과제에 선정되어, 전기기기 및 전력변환장치 분야의 저명한 해외 석학인 미국 위스콘신(매디슨) 대학교의 Thomas Anthony Lipo 교수를 초빙하여 에너지 절약을 위한 고효율 에너지 변환기기 연구 및 친환경 신재생에너지 분야에 관한 연구를 진행하고 있다.
현재 해외 유치석학과의 연계를 통해 풍력발전 시스템에 적용가능한 발전기와 전력변환장치에 관련한 핵심 기술을 연차별로 주제를 선정, 사업단장과 참여연구원의 미국 연구 출장 및 유치석학의 국내 연구 출장을 통해 공동연구를 수행함으로써 국내의 미흡한 풍력발전 기술력을 선진국 수준으로 향상시키는데 일조하고 있다.
먼저 1차 년도에는 지난 6월25일부터 7월17일 동안 사업단장 및 참여연구원 2명이 유치석학의 소속기관인 미국 위스콘신(매디슨) 대학교 WEMPEC(Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium) 센터에서 공동연구를 수행하였으며, 유치석학은 지난 7월25일부터 9월16일동안 한양대학교 ERICA캠퍼스에 방문하여 공동연구를 수행했다. 공동연구의 첫 번째 주제로 ‘1㎾급 Ring 권선타입의 Transverse Flux type SRG’에 대한 연구를 진행한 에너지변환시스템연구실은 기존에 널리 사용되고 있는 Radial Flux type 발전기에 비해 높은 발전량을 얻을 수 있는 Transverse Flux type SRG의 설계 및 특성해석을 수행했다.
두 번째로 풍력발전 시스템에 적용 가능한 ‘Matrix Converter’의 개념 정립 및 특성해석을 수행했다.
앞으로 2차 년도에는 ‘Transverse Flux type SRG에 대한 최적설계, 제작 및 실험’을 수행할 예정이며, 풍력 시장의 신규 수요 창출 및 지식재산권 확보가 가능한 ‘회전자 계통연계형 유도발전기 설계 및 특성해석에 대한 연구’를 진행할 예정이다. 또한 Lipo 교수가 새롭게 제안한 풍력발전기를 기반으로 한국 고유의 풍력발전기분야를 개척해 나갈 계획이다. 권병일 교수는 “예전부터 에너지변환시스템 연구에 집중 해왔는데 향후 풍력에너지 발전의 전기적 핵심 요소인 발전기와 전력변환장치를 연구함으로써 국내의 풍력발전 기술력을 제고해 나가는 데 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대됩니다”라고 말했다.

체계적인 교육으로 세계적 수준의 풍력 전문 인력 양성 목표

세계수준의 연구중심대학 육성사업은 미래국가발전 핵심 분야의 연구를 추진하고 학문 후속세대를 양성하기 위해 연구역량이 높은 해외학자들과 국내연구진들을 초빙하여 세계수준의 연구중심대학으로 성장하기 위한 사업인 만큼 에너지변환시스템연구실 역시 해외 석학들을 초빙해 다양한 세미나 개최는 물론 강의 등을 실시하고 있다. 이에 공동연구를 위한 공동연구실 구축 및 유치석학의 논문 지도를 통해 국제 학술대회 발표를 활성화 하고 있는 에너지변환시스템연구실은 유치석학과 공동연구를 진행함으로써 선진기술과 대등한 수준의 풍력발전 분야의 핵심원천기술을 확보하고 풍력 전문 인력을 양성하는 것을 목표로 다양한 교육 및 학술활동 등을 진행하고 있다.
그 일환으로 대학원생들에게 다양한 강좌를 통해 풍력발전의 핵심이 되는 발전기와 전력변환장치에 관한 전문 지식을 습득하게 하고 있는 에너지변환시스템연구실은 OCW(Open Course Ware)를 활용하여 유치석학의 강의를 공개하고 있다. 또한 산업체 기술 자문을 통해 애로기술을 해결하고, 세미나를 통해 풍력 관련 선진기술 및 시장 동향에 대해 소개 및 정보를 공유함으로써 글로벌 인재를 양성하는데 필요한 지식을 습득할 수 있도록 기회를 마련해주고 있다.
이에 1차 년도에는 대학원 특강으로 ‘전기드라이브 개론’을 개설하여 풍력발전 시스템의 기본이 되는 전동기, 발전기의 개요 및 제어방법에 대한 강의를 진행했다. 지난 8월3일부터 28일까지 진행된 이 강의는 OCW를 통해 유치석학의 강의 내용을 공개함으로써 지식공유 문화 확산 및 고등교육 경쟁력 향상에 기여했다. 서울대학교 등 5개 대학 및 연구원에서 세미나를 개최하기도 했던 에너지변환시스템연구실은 (주)다윈시스 등 3개 업체에 대한 유치석학의 산업체 자문을 수행하여 애로기술 해결에 도움을 주었다. 아울러 지난 11월4일 개최된 한양대학교 Ten Futures Technologies ‘Green EnergyⅡ’ 심포지엄에 참석해 ‘Wind Turbine Technology and System for Future’란 주제로 강연을 하기도 했다.
특히 에너지변환시스템연구실에서는 교내의 풍력 관련 교수들과 협력하여 풍력발전시스템 세미나를 개최, 국내 풍력 전문가 8명을 초빙하여 풍력발전 기술 및 시장동향을 소개하는 자리를 마련해왔다. 또한 2010년도 중소기업 기술개발지원사업 선도과제 도출을 위한 2009년도 과제발굴연구회(소형풍력발전시스템 연구회)에 선정되어, 과제 수행을 통해 국내외 풍력발전 기술 및 시장동향을 분석하여 기술기획보고서 및 기술수요조사서를 도출하였다. 향후에도 과제발굴연구회에서 협력한 소형풍력발전 관련 회사들과 연계하여 ‘소형풍력발전 협의회’를 구성하여, 산학연협력을 통하여 국내의 풍력발전 산업에 이바지 할 계획이다. 한국, 일본, 중국은 아시아권에서 소형풍력발전 분야에서 선두적인 역할을 하고 있다. 앞으로 이들 국가의 회사 및 학자들을 주축으로 범아시아권의 국제협력체계를 구축하여 아시아에서의 경쟁력을 확보하고, 나아가 세계수준의 풍력발전 기술력 확보를 위해 최선의 노력을 경주하고자 한다.