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초전도 선재 및 전력응용 프로젝트

전문가 제언: ○ 초전도는 어떤 물질의 전기저항이 극저온에서 0이 되는 현상으로, 1911년 네덜란드의 물리학자가 수은의 전기저항이 4K(영하 269℃)에서 갑자기 없어지는 것을 발견했다. 1987년에는 액체질소의 비등점(77K)보다 높은 임계온도 92K의 YBCO(Y-Ba-Cu-O) 고온초전도체가 개발되어 상업적 응용의 가능성이 열렸다. HBCCO(Hg-Ba-Ca-Cu-O) 초전도체는 임계온도가 134K이다.

○ 초전도체는 전력손실이 발생하지 않아 응용분야가 방대하다. MRI(자기공명영상장치), 질량 분석기, 입자 가속기, 핵융합로, 초전도 자기부상열차 등의 핵심 부품, 초고속 디지털 회로, RF 회로 등에 응용할 수 있으며, 특히 초전도 케이블, 초전도 변압기, 초전도 한류기, 초전도 모터 등을 포함하는 저손실, 고효율 전력시스템 응용에 유망하다. 초전도 코일을 이용한 자기에너지 저장시스템에 대한 연구도 진행되고 있다.

○ 미국, 일본, 유럽 등은 일찍부터 정책적인 지원 하에 초전도체를 상용화하기 위한 연구개발을 진행하고 있다. 본고에서는 대규모 전력공급 시스템 설계를 위한 소형 초전도 전력소자의 개발을 목표로 2008년부터 2012년까지 일본이 추진 중인 M-PACC 프로젝트를 소개하며, 2010년 현재 중간 목표가 성공적으로 달성된 것으로 평가하고 있다.

○ 우리나라는 2001년부터 2011년까지 교육과학기술부의 차세대초전도응용기술개발사업을 통해 초전도 케이블, 초전도 변압기, 초전도 한류기, 초전도 모터 등에서 전반적으로 4~5년의 기술격차를 1~2년으로 단축시켰으며, 초전도선 및 초전도 한류기의 경우 세계 최고 기술을 보유하게 되었다. 개발된 기술은 LS 전선(초전도 케이블), LS 산전(초전도 한류기), 서남(초전도선), 두산중공업(초전도 모터)에 이전되었다.

○ LS 전선은 국내 유일의 초전도 케이블 업체로, 2011년 22.9㎸ 배전용 초전도 전력설비 실계통 운전에 들어갔으며, 2013년에는 제주 스마트그리드 실증단지에 초전도 케이블을 설치할 예정이다. 서남은 초전도 전력기기의 핵심 소재인 초전도선의 세계적인 제조기술을 확보하고 있다. 각 분야의 지속적인 연구개발을 통해 세계시장 선점을 기대한다.

저자: Yuh Shiohara, Takahiro Taneda, Mesateru Yoshizumi
자료유형: 학술정보