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무선전력전송 세계 최장거리 신기록 세워
무선으로 전력을 전송하는 기술에서 세계 최장거리 신기록이 나왔다. 향후 충전할 필요 없이 무선으로 전력을 공급받는 전자기기 시대가 열릴 것으로 보인다.
우리 학교 원자력및양자공학과 임춘택 교수는 다이폴 코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonance System)을 사용해 5m 떨어진 곳에 209W(와트)를 무선으로 전송하는데 성공했다.
5m 거리에서 스마트폰 40대를 동시에 충전하거나 선풍기 5대를 켤 수 있으며 초대형 LED TV까지도 켤 수 있다.
장거리 무선전력 전송기술은 지난 2007년 미국 MIT에서 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)을 사용해 2.1m거리에서 60W 전력 전송에 성공한 이후 세계적으로 커다란 관심을 받았다.
그러나 이 기술은 △복잡한 코일구조(입력코일, 송신코일, 수신코일, 부하코일) △송수신코일의 큰 부피 △10MHz(메가헤르츠, 100만 헤르츠) 이상의 높은 동작주파수로 인한 낮은 효율 △온도변화 등 주변 환경 변화에 지나치게 민감한 특성 등의 문제로 개발된 지 6년이 지나도록 제대로 상용화되지 못했다.
임 교수팀은 기존 기술의 단점을 극복하기 위해 다이폴 코일 공진방식(DCRS)을 개발했다.
연구팀은 △코일 수를 2개(송신코일, 수신코일)로 줄이고 △최적화된 다이폴 구조의 고주파 자성체(페라이트 코어)를 사용해 부피(가로 3m × 세로 10cm × 높이 20cm)를 크게 줄였으며 △주파수 변동이 적어 주변 환경변화에는 기존기술보다 20배 이상 강인하면서도 △100kHz(킬로헤르츠, 1,000헤르츠)대의 낮은 주파수에서 동작해 효율이 상승, 실용화에 성큼 다가선 것으로 평가받고 있다.
연구팀은 ㈜한수원과 공동으로 원전 중대사고시 격납건물 필수계측기용 소형 비상전원을 개발하고 있는데 여기에도 이 기술을 적용해 지난 3월 7m 거리에 10W의 전력을 전송하는 실험에 성공하기도 했다.
일본 후쿠시마 원전 사고 시 계측기에 공급되는 전원이 상실되어 내부 상황을 정확히 알 수 없었기 때문에 피해가 더 커진 면이 있는데 이 기술을 원전에 도입하면 사고 시 대책마련에 크게 도움을 줄 수 있다고 연구팀은 전했다.
임춘택 교수는 이번 연구에 대해 “기존 기술에 비해 전송거리는 2배 이상, 전송전력은 3배 이상으로 높여 장거리 무선전력전송기술의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다”고 연구 의의를 밝혔다.
이와 함께 “전기선으로 직접 연결해서 쓰는 것과 비교할 때 상대적으로 효율이 떨어지고 비싼 것은 사실”이라며 “하지만 와이파이 존(Wi-Fi Zone)처럼 특정 장소에 접근하면 별도의 충전기가 필요 없이 무선으로 전자기기를 사용할 수 있는 편리한 기술개발을 추진하고 있다”고 말했다.
산업통상자원부 지원을 받은 이번 연구 성과는 올해 3월 국제전기전자공학회 전력전자 저널(IEEE Trans. on Power Electronics)에 게재됐다.
▣ 용어설명
o 자기결합 공진방식 (CMRS: Coupled Magnetic Resonance System) MIT가 2007년, 2.1m 거리에 60W의 전력을 무선으로 전송하는 데 사용된 기술로, 고주파 전원과 연결된 입력코일, 입력코일과 강하게 자기결합 되어 자기장의 세기를 증폭시키는 송신코일, 송신코일에서 발생하는 자기장을 받아들이는 수신코일, 수신코일과 강하게 자기결합된 부하코일로 이뤄져 있다. 2,000이상의 높은 공진도(Q factor)의 공심코일(air coil)을 사용하여, 0.1%만 공진주파수가 변해도 전력이 잘 전달되지 않는 단점이 있다.
o 다이폴 코일 공진방식 (DCRS: Dipole Coil Resonance System) 페라이트코어를 사용한 쌍극자(dipole) 구조의 송신, 수신 코일 두 개로 이루어져 있다. 송수신단에 공진회로를 써서 큰 전력을 전송할 수 있으면서도, 공진도 Q가 통상 100 이하로서 1% 정도의 공진주파수 변동 시에도 전력이 전달되는 강인한 특성이 있다. 코어의 사용량을 절반 정도로 줄여주는 최적의 계단형 코어를 채택했으며, 인체나 금속파편이 주변에 산재하여도 무선전력 전송에는 아무런 지장이 없어 재난재해에 아주 강한 특성을 갖고 있다.
그림1. KAIST 유레카관 실험실에 설치된 200W급 DCRS. 5m 거리에서 LED TV를 켤 수 있다.
그림2. 2개의 다이폴 코일 공진 시 자장 분포도
그림3. 무선전력 전송 시 루프 코일(MIT방식)에 비해 다이폴 코일(KAIST 방식)이 더 우수하다는 것을 보여주는 그림(맨 위부터 루프코일, 다이폴코일, 거리별 전력전송능력 비교결과)
2014.04.17 조회수 21994 -
임춘택 교수, IEEE 초빙편집장 선임
우리 학교 원자력 및 양자공학과 임춘택교수가 IEEE J-ESTPE(Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics) 초빙 편집장 (Guest Editor)으로 선정됐다.
임 교수는 그동안 무선전력 (wireless power) 및 전기자동차 (electric vehicles) 분야에서 세계적으로 활발히 활동한 업적을 인정받았다.
임 교수는 현재 IEEE Trans. on Power Electronics와 IEEE J-ESTPE의 부편집장 (Associate Editor)과 국내 전력전자학회(KIPE) 무선전력전문위원장을 역임하고 있다.
2013.10.31 조회수 12210 -
임춘택 교수 TPEL 부편집장 선임
우리 학교 원자력 및 양자공학과의 임춘택교수가 국제전기전자공학회 전력전자 저널(IEEE Trans. on Power Electronics, TPEL)의 부편집장 (Associate Editor)으로 선임됐다.
이 저널은 논문영향력지수(Impact Factor 4.08)로서 100여 종의 IEEE 전체 저널 중에서 6위로 높은 영향력을 갖고 있다.
지난 달에 IEEE J-ESTPE(Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics)의 부편집장에 선임된 데 이어 무선전력 (wireless power) 및 전기자동차 (electric vehicles) 분야의 세계적 전문가로 인정을 받아 선임됐다.
2013.10.14 조회수 13046 -
미래전략대학원 석사과정 내년 신설
- 미래학 선구자 짐 데이터(Jim Dator) 하와이대 교수, 초빙교수로 참여 -
- 미래전략 전문가 양성 목표, 11월 14일부터 19일까지 학생모집 -
우리 대학이 국가나 기업이 필요로 하는 미래전략 전문가의 양성을 위해 ‘미래전략대학원 석사과정 프로그램’을 2013학년도 봄 학기부터 운영한다
국내 주요 정책대학원들의 경우 공공정책 • 경제 등에 관한 5년 이내의 단기적인 현안에 맞춰 프로그램을 운영한 적은 있지만, 지구적 관점에서 인류의 미래를 해결할 국가적인 장기 전략과 대형 정책과제를 발굴하는 방법을 교육한 사례는 많지 않았다.
KAIST 미래전략대학원은 불확실성 시대를 대비해 정부・기업이 필요로 하는, 미래에 대한 통찰력과 전략기획능력을 겸비한 전문가를 양성하는 데 초점을 맞춰 교육할 예정이다.
교과과정은 ▲다양한 과학적 예측방법을 통해 국제적 이슈는 물론 국지적 이슈에 관한 해결방안을 교육할 ‘미래학’ 분야와 ▲ 과학기술 • 경제 • 국제관계 등에 대한 전략과 각 전략에 따른 세부정책을 상호 연계시킬 수 있는 정형화된 전략도구를 제시하는 ‘미래전략’ 분야로 구성했다.
교수진으로는 KAIST의 각 분야 권위자가 겸임교수로, 세계적으로 저명한 미래학자를 포함해 산·학·연 전문가들이 초빙교수로 참여한다.
KAIST에서는 프로그램 책임교수인 이광형 바이오및뇌공학과 교수를 비롯해 이용훈 교수(전기및전자공학과), 오준호 특훈교수(기계공학과), 이상엽 특훈교수(생명과학과), 정재승 교수(바이오및뇌공학과), 임춘택 교수(원자력및양자공학과) 등 20 여명이 겸임교수로 참여한다.
외부 교수진으로는 전 세계미래학회 회장인 짐 데이터(Jim Dator) 미 하와이대 교수를 비롯해 김진현 前 과기부장관, 유명희 대통령실 미래전략기획관, 서용석 박사(행정연구원), 박병원 박사(과학기술정책연구원), 박성원 박사(하와이대) 등이 참여한다.
특히 세계 미래학연구의 선구자인 짐 데이터 교수는 지난 9월 한국을 방문해 대학원 참여에 대한 기본적인 협의를 마쳤다. 현재는 KAIST 미래전략대학원 교과목 설계에도 참여하고 있는데 연간 2개 과목을 직접 강의할 예정이다.
짐 데이터 교수는 “한국은 새로운 미래를 준비하고 도전해야 하며, KAIST가 그 역할을 해야 한다”라며 “KAIST가 미래전략을 연구하고 교육하는 것은 한국과 세계 미래학 발전에 중요한 일이며 그 일에 참여하게 돼 기쁘다”라고 말했다.
KAIST가 미래전략 전문가 양성을 본격화한 데는 정부 및 기업 CEO가 바뀔 때마다 수시로 변경되는 정책을 뛰어넘어, 중장기적이고 초당파적인 정책과제를 발굴하고 기획할 인재가 절실하다는 필요성 때문이다.
이광형 미래전략대학원 설립추진위원장은 “대한민국이 한 단계 더 큰 도약을 위해서는 정부•기업이 20~30년의 장기적인 미래전략을 세우고 일을 진행해야 한다”며 “선진국형 중장기 국가정책을 수립할 수 있는 미래에 대한 통찰력과 전략기획능력을 겸비한 인재를 길러 내겠다”라고 말했다.
한편 제1기 학생모집은 11월 14일부터 19일까지 인터넷(http://admission.kaist.ac.kr/)을 통해 접수받는데 기업체 임직원과 출연연 연구원, 정부부처 공무원, 언론인, 군인 등을 대상으로 25명 이내에서 선발할 예정이다.
수업은 주 2일 야간제 강의로 이뤄지며 KAIST 대전 본원과 세종시에서 진행된다.
2012.10.24 조회수 14136 -
지식재산/과학저널리즘 대학원 입학식
우리학교는 2010년 2월 20일(토 오전 11시 지식재산 대학원, 과학저널리즘 대학원 신입생과 서남표 KAIST 총장, 고정식 특허청장을 비롯한 대학원 관계자가 참석한 가운데 교내 창의학습관 터만홀에서 입학식을 가졌다. KAIST는 올해 지식재산 대학원 40명, 저널리즘 대학원 24명의 학생을 처음으로 선발했다.
특허청 지원으로 개설한 지식재산대학원은 기존 기업의 지재권 담당자와 변호사, 변리사 등 지식재산권 실무자를 대상으로 법과 기술 그리고 경영의 마인드를 갖춘 지식재산권 실무 전문가 양성을 목표로 하는 지식재산권 실무인재 양성 프로그램으로 2년 6학기과정이다. 과학저널리즘 대학원은 현직 기자들과 언론홍보 전문가들에게 과학, 환경과 기술분야에 대한 지식을 제공해 과학언론 전문가 양성을 위해 KAIST와 한국과학창의재단이 공동으로 개설한 과정이다.
위 기념사진설명
아래줄 왼쪽부터 - 서남표(KAIST 총장), 고정식(특허청장), Bob Willard(前, 미국 NCLIS 상임의장), 백만기(한국지식재산서비스협회장)
뒷줄 왼쪽부터 - 마이클박, 박범순(KAIST 인문사회과학과 교수), 김동원(KAIST 문화과학대학장), 이광형 (KAIST 교무처장), 박선원(KAIST 산학협력단장), 박승빈(KAIST 생명화학공학과장), 최종협(발명진흥회 부회장), 김철호(KAIST 지식재산대학원 책임교수), 진달용(KAIST 과학저널리즘대학원 담당교수), 임춘택(KAIST 원자력및양자공학과 교수), 김소영(KAIST 인문사회과학과 교수), 이상엽(KAIST 생명과학기술대학 학장)
2010.02.20 조회수 20311