해피프리즘 01 - 이달의 엔지니어상 2014년 6월 수상자
이달의 엔지니어상은 산업현장에서 기술혁신을 통하여 국가경쟁력 및 기업의 발전에 크게 기여한 우수 엔지니어를 발굴·포상하는 상입니다.
직류송전 시스템의 국산화 개발
한국전력공사 전력연구원 김찬기 부장은 15년간 직류송전(HVDC) 분야에 종사하면서 직류송전시스템의 안정화와 국산화에 전념해 온 엔지니어로, LS산전(주)에 기술이전 및 공동으로 직류송전시스템의 설계기술, 시험기술 그리고 검증기술을 개발하여 선진국 대비 90% 정도의 국산화를 이룩한 공로를 인정받았다.
김찬기 부장은 27개의 국내외 특허와 16개의 설계프로그램 그리고 16편의 SCI급 논문을 발표하는 등 직류송전분야 연구성과를 인정받았다.
1. “직류송전 시스템”을 국산화하셨는데, 이 기술은 어떤 기술인가요?
초창기 교류전원은 변압기를 이용하여 장거리 전송이 가능하다는 장점 때문에 전세계의 주된 전원으로 자리잡고, 직류전원은 Battery나 UPS와 같은 소규모 영역만을 담당하게 되었습니다.
이러한 직류전원이 최근에 각광을 받게 된 이유는 사이리스터나 GTO 그리고 IGBT와 같은 대용량 반도체소자들이 직류전원에서 전원을 변성하는 변압기와 같은 역할을 해줄 수 있다는 사실이 연구되면서부터 입니다.
HVDC(High Voltage Direct Current)는 교류전원을 컨버터를 이용하여 직류로 바꾸고, 다시 직류를 컨버터를 이용하여 교류로 바꾸는 설비로, 인위적으로 전력의 흐름을 제어할 수 있다는 점과 계통 분리 그리고 장거리 전력전송이 가능하다는 장점을 가지고 있습니다.
2. 본 기술이 관련업계나 시장에 어떤 영향을 미칠것으로 생각하시나요?
HVDC가 모든 면에서 기존의 교류계통보다 우수하다고 말할 수는 없지만 교류계통에 HVDC가 연계되는 경우에는 순수한 교류계통보다 효율이 극대화될 수 있습니다.
보통 가장 최적의 교류계통과 직류계통의 구성비는 80% 대 20%로, 주된 전력전송은 교류송전으로 하고, 계통의 분리와 안정도 향상과 같은 분야는 HVDC가 담당하는 것이 일반적입니다.
HVDC기술의 강점은 몇 개의 HVDC를 현재의 교류계통에 설치하는 경우에는 전력효율과 전력전송량이 몇배가 증가될 수 있으며, 이것을 순수한 교류계통과 비교하는 경우에는 수십조원의 경제적 이득이 발생될 수 있습니다.
3. ‘이달의 엔지니어상’ 수상소감을 말씀해 주세요.
노력이 누군가로부터 인정받았다라는 것에 대한 감사.
부족한 아들을 위해서 기도하시는 어머니 그리고 매일밤 야근으로 집에 들어오지 않아도 불평이 없는 집사람.
그리고 자녀들에게 무한히 감사합니다. 그리고 한가지 일을 꾸준하게 할 수 있게 해준 회사와 동료.
뒤돌아보면 주위에 도와주신 분이 정말 많아요.
그래서 영광을 혼자받기가 너무 미안합니다.
4. 후배 기술개발자들에게 도움이 될 말씀을 해주세요.
서울대 문승일 교수님, 고려대의 장길수 교수님 등 이 기술에 대하여 비전을 갖고 열정적으로 연구하는 분들이 많습니다.
우리나라의 훌륭한 학생들과 공부하며 가르칠 수 있다는 것이 감사하지요.
열정과 노력 그리고 선한 마음이 기적을 만드는 것 같습니다. 논문을 쓰면서 연구하는 것도 좋은 습관입니다.
5년전에 IEEE(미국전기전자공학회)에서 영문책을 출판했는데, 지금 세계 여러국가에서 참 많이 사용되고 있어요.
연구의 열매를 걷는 것도 좋은 것 같습니다.
복합소재를 활용한 산업용 고강성 초경량 카본롤러 및 의료용 X-Ray 투과 카본 플레이트 및 실린더 개발
제이윈(주) 신동수 연구소장은 필름·제지 등 박막공정에서의 생산성을 높이기 위해 생산시설을 대형화하고, 빠른 스피드에 따른 원활한 운전제어에 활용되는 고강성·초경량의 복합소재 카본롤러를 국산화하였다.
특히 필름에 대한 수요가 증대되고 있는 롤투롤(Roll to Roll) 장비에서 일반 및 특수용도의 복합소재 카본롤러를 자체 설계하고, 양산화에 따른 적정 솔루션을 개발하였다.
또한 의료용 엑스레이(X-Ray)의 투과성 좋은 복합소재 카본 플레이트 및 CT·MRI 촬영에 활용되는 복합소재 실린더 등을 개발·제작하여 국내 의료장비시장의 경쟁력을 높이고 시장공략을 위한 발판을 마련하였다.
1. “복합소재를 활용한 산업용 고강성 초경량 카본롤러 및 의료용 X-Ray 투과 카본 플레이트 및 실린더”를 개발하셨는데, 이 기술은 어떤 기술인가요?
고강성 초경량 카본롤러는 강도는 철이나 서스(SUS)보다 강하며, 무게는 철이나 서스보다 2∼5배 정도 가벼운 탄소섬유 강화플라스틱으로 제조한 롤러를 말합니다.
이 롤러는 필름 및 제지공정 등의 박막을 다루는 공정에서 쓰이는 롤러입니다.
유지보수가 적게 들고, 가볍고 강성이 강해 핸들링하기도 편한 장점이 있으며, 길고 큰 장비에 기계적인 처짐이나 회전성능 등의 동적 특성이 뛰어나 산업전반에서 고강성 초경량 카본롤러를 점차 활용하는 추세에 있습니다.
카본롤러를 설계하는 설계기술, 카본롤러를 제작·성형하는 성형기술 및 회전성능을 높이기 위한 밸런싱 기술 및 최종마무리를 위한 가공기술 등이 조합되어 카본롤러를 제작하게 됩니다.
의료용 X-Ray 투과 카본 플레이트 및 실린더는 X-Ray 촬영기의 몸통을 대는 부분의 내부가 카본 플레이트로 만들어져 있습니
다.
카본 실린더는 CT(Computed Tomograph) 또는 MRI(Magnetic Resonance Imaging)에 카본 실린더 형태가 제작되어 부착되는 것입니다.
카본 플레이트 및 실린더는 강성이 강하여 의료장비의 내부를 보호하며 카본을 적층하는 설계기술, 제작·성형을 위한 제작기술 및 최종마무리를 위한 인쇄 및 표면처리 기술 등이 합쳐져서 설계 및 생산되는 것입니다.
2. 본 기술이 관련업계나 시장에 어떤 영향을 미칠것으로 생각하시나요?
탄소섬유 강화플라스틱은 현재, 항공, 선박, 철도 등에 활용되고 있으며, 자동차 분야에도 활용되고 있습니다.
국외에서는 성장기 및 도약기에 접어들어 여러 산업분야에서 활용되고 있지만, 국내에서는 도입기 및 성장기에 진입하여 여러 제품 및 부품들이 연구개발되고 있는 실정입니다.
복합소재와 관련된 전문인력들이 여러 산업에서 활용될 수 있도록 인프라가 조성되어야 하며, 복합소재를 설계하고 제작하는 툴(Tool)들이 개발되면 보다 다양한 산업분야에서 복합소재를 부품 및 제품으로 많이 활용될 것으로 생각합니다.
3. ‘이달의 엔지니어상’ 수상소감을 말씀해 주세요.
이번 수상이 대한민국 복합소재 응용기술력 강화와 복합소재의 대체시장 및 신시장 창출활성화를 위해 더욱 노력하라는 말씀으로 알고 연구개발에 최선을 다하고자 합니다.
4. 신 소장님의 신조는 무엇인가요?
처음 가진 뜻을 굽히지 않고 꾸준하게 행하여 나가자는 뜻에서 초지일관(初志一貫)을 지키고자 노력하고 있습니다.
처음 뜻을 가지고 가기가 쉽지는 않지만, 항상 어려울 때나 힘들때에 “초지일관”을 생각하며, 제 생각이나 행동을 가다듬고 있습니다.