특허청, 해상풍력, 특허출원 급증

전 세계적으로 신재생에너지 개발에 힘을 쏟고 있는 가운데, 풍력발전 분야는 기술적 완성도나 경제성으로 인해 빠르게 성장하고 있다. 최근에는 소음, 입지 제약, 경관 훼손 등 풍력발전이 가지는 종래 문제점을 해소하는 대안으로 해상 풍력발전이 크게 부상하고 있다.

해상 풍력발전은 해저기반 기초 위에 풍력발전기를 설치하고 생산된 전기를 해저케이블에 의해 육상으로 공급하는 방식이다. 해저기반에 직접 기초를 설치하는 ‘고정식’과 심해에서 선박처럼 바다 위에 띄우는 ‘부유식’으로 나뉘는데, 현재는 얕은 연안에 설치되는 ‘고정식’이 상용화되고 있다.

특허청(청장 김영민)에 따르면, 풍력발전기술의 전체 특허출원 건수는 글로벌 경기침체로 2010년을 기점으로 정체되고 있는 것으로 나타났다. 반면에, 해상 풍력발전기술은 2009년 이전에는 출원이 거의 없었으나 2009년부터 매년 평균 85% 이상 특허출원이 급증하여 2012년에는 66건의 특허가 출원되었다.

해상 풍력발전기술의 출원 주체를 살펴보면, 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양 등 국내 조선 3사들의 출원이 두드러진 것으로 나타났다. 이는 글로벌 경제위기 속에서 조선업계의 불황이 깊어지면서 국내 조선업체들이 풍력사업을 미래성장동력으로 삼아 강화하고 있기 때문인 것으로 풀이된다.

또한 국내 건설업체들도 23건이나 출원한 것이 이채롭다. 해상 풍력발전은 기초구조물이나 타워 등 토목공사 비중이 40~45% 정도에 달해 건설사들도 해상 풍력분야를 주목하고 있는 것으로 보인다.

출원된 기술내용을 살펴보면 풍력발전기 설치 또는 운송방법 관련기술이 22.7%, 기초 또는 지지구조물 관련기술이 17.1%, 부유식 해상풍력발전 관련기술이 16.1%, 풍력이나 파력 등과의 복합발전장치 관련기술이 10.4%를 각각 차지하고 있다.

특허청 관계자는 “해상 풍력발전은 블레이드의 대형화와 단지의 대규모화 추세에 적합하고 풍부한 바람자원과 공간의 활용에 유리하여, 향후 해상 풍력시장은 더욱 확대될 것이고 국내외에서 해상 풍력발전기술의 출원도 꾸준히 증가할 것으로 예상된다”며 “국내 기업들이 해상플랜트 분야의 세계적 경쟁력을 이용한 기술개발과 아울러 그 성과물을 적절히 지식재산권화하여 선점하면, 현재 초기단계인 해상풍력시장을 미래에는 주도해 나갈 수 있을 것이다”라고 전망하였다.

<출처: 특허청>

TI, 리튬이온 배터리 수명을 극대화하는 칩셋 2종 출시

TI(대표이사 켄트 전)는 자사의 특허기술인 새로운 맥스라이프(MaxLife)TM 고속 충전 기술을 적용한 전원 관리 칩셋 2종을 새롭게 선보임으로써, 단일 셀 리튬 이온 배터리를 보다 빠르게 충전하면서 배터리 사용 수명을 연장할 수 있게 되었다고 밝혔다.

bq27530 및 bq27531 배터리 게이지 IC와 bq2416x 및 bq2419x 충전 IC를 결합한 이들 칩셋은 배터리 열화(Battery Degradation)를 최소화하면서 가능한 가장 빠른 충전 속도를 이용해서 배터리 성능을 극대화시킬 수 있다. 일반적으로 배터리는 충전과 방전이 반복될수록 배터리 용량이 줄어드는 현상을 보인다. TI의 맥스라이프 기술은 혁신적인 열화 모델링 시스템을 이용해 충전 시간을 최소화하면서(랩 테스트 결과에 따르면 최고 30%) 배터리 수명을 연장한다. 널리 이용되고 있는 임피던스 트랙(Impedance Track)TM 배터리 용량 측정 기술을 기반으로 한 맥스라이프 알고리즘은 배터리 용량을 정확하게 예측하고, 배터리를 열화시키는 충전 조건을 방지한다.

마이크로컨트롤러, PMIC(Power Management Integrated Circuit), DSP를 이용한 기존의 소프트웨어 제어 배터리 관리 시스템은 정확한 배터리 용량 예측 기능을 바탕으로 사용 시간으로 환산하는 부분에서 제한적인 기능을 보인다. 2.5A 충전 속도의 bq27530 및 bq24160 칩셋과 4.5A 충전 속도의 bq27531 및 bq24192 칩셋은 배터리 게이지 IC가 충전 IC를 직접적으로 제어해 설계자들에게 보다 높은 유연성을 제공한다. 이와 같은 자율적 배터리 관리 시스템은 소프트웨어 오버헤드를 줄이고, 배터리 안전성 및 보안을 향상시키는 동시에 열 관리 기능을 개선시킨다. 또한 이 충전 알고리즘을 이용해 다른 플랫폼이나 새로운 고용량 배터리를 지원할 수 있다.

TI는 I2C 인터페이스를 이용해 bq24192와 직접적으로 통신하는 bq27531 배터리 게이지 IC를 특징으로 하는 최신 리튬이온 고속 충전 개발 키트를 제공한다. 이 평가 키트의 입력 동작 범위는 4.2V~10V이다.

TI는 포괄적인 전원 관리 및 아날로그 시그널 체인 제품을 보유하고 있으며, 이를 통해 혁신적이고 차별화된 소비자 가전제품 설계에 필요한 고성능, 저전력 및 통합 수준을 제공한다. TI는 동작 인식, 터치 피드백, 고급 배터리 충전, 오디오, 의료 기술 등 다양한 미래 기술을 주도해 나가고 있다.

충전 제어 기능을 갖춘 bq27530 및 bq27531 배터리 게이지 IC는 2mm×1mm×0.65mm 15핀 WCSP(Wafer Chip-Scale Package) 패키지로 현재 공급되고 있으며, 가격은 1,000개 수량 기준으로 2.07달러이다. 4.5A 배터리 충전 IC, bq24192는 24핀 4mm×4mm QFN 패키지로 제공되며, 가격은 1,000개 수량 기준으로 2.5달러이다. 듀얼 입력 2.5A 충전 IC, bq24160의 가격은 1,000개 수량 기준으로 2.5달러이며 24핀 QFN 패키지 및 2.8mm×2.8mm 49볼 WCSP 패키지로 제공된다.

<출처: TI코리아>

KERI, ‘2013 동아시아 전력연구기관 기술회의’ 개최

한국, 중국, 일본, 대만 등 동아시아 대표 전기, 전력 연구기관 간 연구자 및 국제협력 담당자가 한자리에 모이는 동아시아 대표 전기·전력 연구기관 간 협력과 기술교류의 장이 마련됐다.

한국전기연구원(KERI)은 ‘2013년 동아시아 전력연구기관 기술회의(2013 East Asia Electric Technology Research Workshop)’를 5월 28일부터 30일까지 서울 프레지던트호텔에서 개최됐다.

이번 행사에는 KERI 박경엽 선임연구본부장을 비롯해 한국전기연구원(KERI), 중국전력과학원(CEPRI), 일본전력중앙연구소(CRIEPI), 대만전력연구소(TPRI) 등 중국, 일본, 대만의 과학자 및 국제협력담당자 등 40여 명이 참석했다. 이들 기관 전문가들은 워크숍에서 스마트 그리드(Smart Grid), 재생에너지(Renewable Energy), 초고압직류송전(HVDC), 설비유지운영관리(Maintenance), 전기재료(Materials) 등 5개 분야에서 총 27편의 기술논문을 발표했다.

동아시아 전력연구기관 기술회의의 역사는 1988년으로 거슬러 올라간다. 한국전기연구원(KERI)과 일본전력중앙연구소(CRIEPI)는 1988년부터 해마다 KERI 본원이 위치한 창원과 CRIEPI가 위치한 일본 동경에서 전력기술 워크숍을 번갈아 개최하며 해당연도의 협력실적과 차기 년도의 협력계획, 중장기연구계획 및 주요 연구성과, 국제공동연구추진방안 등에 대해서 심도있게 협의하고, 이를 토대로 긴밀하게 협조를 해 오고 있다.

2004년부터 중국전력과학원(CEPRI)이 참여하면서 오늘날과 같은 형태 국제회의의 틀을 갖추게 되었으며, 이때부터 해마다 한국, 일본, 중국 3개국이 번갈아 전력 및 전기기술 관련 기술발표회를 개최해 왔다. 2009년에는 대만의 전력연구기관인 TPRI와 한전 전력연구원이 참관기관(Observer) 자격으로 참여하면서 외연이 더욱 확대되었고, 마침내 TPRI가 정식 회원이 되면서 오늘날과 같은 4개국 전문가들이 참여하는 국제회의로 진행되고 있다. KERI는 이번 기술회의를 통해 스마트그리드, 신재생에너지, HVDC 등 창조경제의 핵심 차세대 기술 분야에서 관련 해외 기관들과 공동 대응하는 한편, 나아가 인력, 정보교류 활성화 및 국제공동연구 추진 기회 창출을 통해 동북아 및 동남아 지역의 타 전력연구기관의 참여 확대를 유도하는 기반을 구축하는데도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

이번 회의에서 각 기관들은 각 기관별로 연구개발 포트폴리오가 다르고 기술축적수준 또한 차이가 있기 때문에 국제공동연구 등을 수행하는데 다소 어려움이 있지만 가까운 장래에 공통분야, 공동 관심 분야에서 상호 윈윈하는 연구과제를 도출할 수 있으리라 전망했다.

이와 더불어, 전 지구차원의 문제나 국가차원의 문제가 발생했을 때, 그에 대한 재발방지 대책을 공동으로 마련하는 방안을 모색하기로 했으며, 예를 들어 ‘스마트그리드’와 전력설비진단기술 등은 모든 국가의 관심사이기 때문에 이들 기술부터 접근하는 것도 바람직하다는데 의견을 모았다. 특히, 지구 온난화, 지구환경변화와 화석연료고갈에 따른 태양광, 태양열 등 솔라에너지, 바이오메스, 풍력발전, 조력발전 등 신재생에너지, 클린에너지 관련 기술에 공동으로 접근해 나가는 것도 좋은 방안이라는데 동의했다.

한편, 각 기관들은 29일 조정역 회의를 통해 2014년도 회의는 CRIEPI 주최로 일본 요코하마에서 개최하기로 잠정 결정했다. <출처: 한국전기연구원>

테스토코리아, 고효율 연소가스분석기 ‘testo 320’ 출시

일찍 찾아온 더위 때문에 벌써부터 냉방 시스템 점검이 분주해지고 있다. 시스템이 편리해지는 만큼 구조도 복잡해지고 대규모화 되어가고 있어 냉·난방시스템 전문가에게는 시스템을 편리하고 정확하게 관리할 수 있도록 도움을 주는 측정기가 필요하다. 이러한 고충을 한 번에 해결하기 위해 ‘testo 320’이 출시됐다.

testo 320은 연소가스 분석기, 열화상 카메라, 온습도계, 압력계, 풍속계, 트랜스미터 등 세계적으로 유명한 독일 명품 측정기를 국내에 판매하고 있는 테스토코리아(지사장 이명식, www.testo.co.kr)가 냉난방 시스템 전문가를 위해서 최근 새롭게 선보인 고효율 연소가스분석기이다.

testo 320은 CO, O2 농도뿐만 아니라 연소가스 및 대기 온도를 측정하며, 측정값과 연료 고유 파라미터를 기초로 CO2 농도, 효율(ETA), 연소가스 손실 등 다른 파라미터를 자동으로 계산해낸다. 또 노내압, 차압, 차온을 측정하고, 가스 누설 검지 프로브를 이용하면 파이프 라인의 가스 누설 여부도 바로 확인할 수 있어 전문가의 정밀한 측정을 얼마든지 도와줄 수 있다. 특히 센서 기능을 지속적으로 모니터링하는 신호등 형식의 시스템이 내장되어 있어 항상 센서의 상태를 파악할 수 있으며, 자동영점조정으로 기동 후 30초 만에 가스 센서가 자동으로 영점조정을 하여 정확한 측정 작업을 아주 빠르게 시작할 수 있다.

또한, 쉽게 비울 수 있는 내장형 응축트랩이 장착되어 있고, 내장된 자석을 이용하여 제품을 버너에 간편하게 설치할 수 있어 측정기 관리가 편리하다. 베이어넷 커넥터를 이용하여 사용자가 직접 센서를 교체할 수 있으며, 대형 한글 컬러 디스플레이와 블루투스 기능으로 원활한 측정 작업이 가능하다. 특히 최대 500개까지 저장된 측정 프로토콜을 현장에서 바로 호출하거나, 측정 데이터의 Easyheat 소프트웨어를 현장의 노트북이나 사무실 PC에 저장하고 분석하여 편리하게 문서화할 수 있다.

한편, 신뢰를 바탕으로 한 고객관계를 구축하고 있는 테스토코리아는 정밀성, 편리성, 효율성뿐만 아니라 한국 계측기 업계에서는 유일하게 2년 동안 A/S를 실시해 기기 사용 중 발생할 수 있는 고객의 불편함을 최소화하고 있으며, 제품에 대한 자세한 정보는 홈페이지를 통해서 알 수 있다. <출처: 테스토코리아>

국내 최초 암모니아로 달리는 친환경 자동차 개발

자동차 10억만대 시대. 전 세계가 석유 고갈과 온실가스 배출량 규제라는 두 가지 과제에 당면해 있는 이 때, 자동차 산업을 활성화시키면서 환경문제를 획기적으로 해결할 수 있는 친환경 자동차 시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

미래창조과학부(장관 최문기)는 한국에너지기술연구원(황주호 원장)이 이산화탄소 발생이 전혀 없는 액상 암모니아와 기존 가솔린을 혼합 사용하는 암모니아-가솔린 혼소 자동차를 개발했다고 밝혔다.

암모니아(NH3)는 공기 중의 질소(N2)와 물속의 수소(H2)로부터 생산되어 연소하면 질소와 물만 배출되고, 이산화탄소 발생이 없기 때문에 연료의 70%를 액상 암모니아로 대체한 암모니아-가솔린 혼소 자동차는 연소후 발생하는 이산화탄소의 70%를 줄일 수 있다.

연구팀은 이 자동차를 국내 자동차의 20%에 적용할 경우 이산화탄소 발생량을 1,060만톤까지 줄일 수 있다고 밝혔다. 이는 국내 수송부문 이산화탄소 발생량의 15%에 해당하는 양이다.

이번 개발된 자동차는 기존 가솔린 자동차의 일부 장치를 수정하고 연구팀이 직접 개발한 일부 부품을 적용하는 것으로 주행이 가능하므로, 엔진 시스템 전체를 바꿔야 하는 수소연료전지자동차에 비해 실용성이 뛰어나다.

뿐만 아니라, 연료로 사용하는 암모니아는 가솔린에 비해 폭발성이 현저히 낮고 수소에 비해 수송과 저장도 용이하여 향후 수송연료로서의 발전 가능성이 높다.

이에 따라 연구팀은 장기적으로 암모니아 생산의 경제성을 확보하기 위해 저비용 전기화학적 암모니아 생산 기반기술도 개발 중이다. 전기화학반응에 필요한 전기를 태양열·풍력·해양온도 차 발전 등 신재생 발전으로 생산할 계획이므로 현재 주로 사용되는 고온·고압 암모니아 합성법에 비해 생산비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

연구책임자인 김종남 박사는 “암모니아-가솔린 혼소자동차는 온실가스 배출을 획기적으로 줄인 친환경 자동차 기술로서, 지구 온난화 문제 해결에 크게 기여할 수 있다”고 밝혔다. 또 “신재생 발전으로 암모니아를 생산할 수 있게 된다면 자동차 연료를 자연으로부터 무한정 얻게 되는 셈”이라며 “청정 암모니아 생산 기술이 개발될 경우 자동차뿐 아니라 인류의 화석연료 고갈 문제도 해결할 수 있을 것”이라 내다봤다.

<출처: 미래창조과학부>