차세대 핵심기술의 하나인 초전도기술과 극저온기술을 접목시킨 초전도 발전기가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국전기연구소(소장 윤문수) 초전도응용연구사업팀 류강식 박사팀은 기관고유사업으로 기존 발전기의 구리도체 대신 초전도선을 사용, 높은 자장을 발생시켜 기존 발전기의 손실률을 60% 정도 줄이고 송전능력을 30% 이상 증가시킨 30kVA급 초전도 발전기를 자체 개발하는데 성공했다고 22일 발표했다.
전기연이 「차세대 고효율 발전플랜트 기술개발」과제의 하나로 이번에 개발한 30kVA급 초전도 발전기는 철심이 없는 초전도 코일을 이용, 최대 자장 발생량이 20Tesla(자석의 자장세기 단위)고 발전기 출력이 기존 발전기의 2배 이상 될 뿐만 아니라 동일 용량에서 발전기의 크기를 절반으로 줄일 수 있다.
또 전기저항이 거의 0%에 가까워 소형·경량화에 따른 기계손실도 약 10% 절감하는 등 기존 발전기에 비해 손실을 60% 정도 줄여 발전효율을 1% 이상 향상시켰다.
이와함께 계자코일의 초전도화에 따른 고전류밀도와 고자속밀도를 실현, 동기 리액턴스(자장의 변화를 억제하는 방향으로 전류를 흘리려는 기전력)를 기존 발전기의 20∼30% 수준으로 대폭 감소시킬 수 있어 동일 송전계통의 송전 능력을 약 30% 이상 향상시킨 게 특징이다.
연구팀은 30kVA급 초전도 발전기 개발을 계기로 전기연구소의 극저온 및 초전도응용기술, 발전기 제어 및 감시기술과 국내 중공업 회사가 보유하고 있는 기존 발전기 제작기술 등을 접목해 오는 2005년까지 수십 MVA급 초전도 발전기를 개발하는 등 초전도 발전기를 기술적으로 실용화하는 데 적극 나설 계획이다.
미국·일본·러시아·프랑스 등에서는 범국가적인 사업으로 초전도 발전기 및 모터의 연구개발을 활발히 진행해 오고 있다.
<정창훈기자 chjung@etnews.co.kr>