태양광 발전(이하, PV)을 중심으로 하는 재생가능 에너지의 도입이 급속히 진행된 결과, 잉여 전력의 발생이나 주파수 조정력의 부족, 계통 혼잡 등의 여러 가지 전력계통의 과제가 표면화되고 있다. 또한 각 플레이어(발전사업자, 송배전사업자, 소매전기사업자, 수요가)는 임밸런스(imbalance) 회피나 재생가능 에너지 전원의 출력 제어, 에너지 매니지먼트의 고도화 등 사업상의 여러 가지 과제에 직면하고 있다. 한편, 세계 각국에서는 IoT 기술의 발전에 의해 전력계통에 점재하는 축전지·EV(Electric Vehicle) 등의 분산형 에너지 리소스(DER)의 활용이나 수요 측을 조정하는 디맨드 리스폰스(DR)나 가상 전력 플랜트(VPP)의 비즈니스가 보급되고 있다. 이 글에서는 VPP 비즈니스에 필요한 애그리게이션 플랫폼과 함께 VPP를 활용한 실증사업 및 실제 시장 참여의 대응에 대해 소개한다. VPP 사업에 필요한 애그리게이션 플랫폼 일본에 있어 VPP는 AC(Aggregation Coordinator), RA(Resource Aggregator), 리소스의 3층 구조에 의해 표현되고 있다. RA는 개별 리소스를 집약 제어하는 것, AC는 각 RA의 리소
내연기관 자동차에서 전기차로의 전환이 본격화되면서 이제 충전 케이블에 연결된 채 도로에 주차된 자동차를 흔히 볼 수 있게 됐다. 심지어 일부 자동차 제조업체는 이미 전기차로의 전환 단계를 넘어선 것으로 보인다. 국토교통부는 2024년 국내 전기차 시장 예상 매출액이 99억 달러에 달할 것으로 전망했으며, 환경 문제에 대한 관심 및 전기차의 성능 향상, 가격 하락 등으로 전기차 보급이 증가할 것으로 예측했다. 하지만 전기차로의 전환은 여전히 진행중이며, 변화의 속도는 자동차 제조사와 지역마다 다르게 나타난다. 업계는 시간이 지남에 따라 약 1억 줄의 코드와 1,000개 이상의 반도체 칩을 사용하는 자동차가 디지털화 및 컴퓨터화 되는 주요 변화들을 목격했으며, 이 수는 끊임없이 증가하고 있다. 오늘날의 자율 주행 차량에는 약 3억 줄의 코드가 있는 것으로 추정되며, 전기차 한 대에는 약 3,000여개의 칩을 필요로 한다. 현재 폭스바겐의 ChatGPT 지원 IDA 음성 어시스턴트 탑재 차량 및 아마존과의 제휴로 지능형 개인 비서에 LLM(대형 언어 모델)을 도입한 BMW 차량의 등장은 자동차 업계에 새로운 계층이 생성됐거나 전환이 이미 진행되고 있다는 신호일 수
한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 챗GPT를 활용해 '금속유기골격체'(MOF) 소재의 물성을 예측하고 새로운 재료를 자동으로 생성할 수 있는 챗봇 시스템 '챗MOF'를 개발했다고 26일 밝혔다. 최근 인공지능 기술의 발전으로 사람의 개입 없이 임무를 수행할 수 있는 자율 AI가 주목받고 있다. 미국 오픈AI사의 대규모 언어모델(LLM)인 챗GPT가 대표적인 자율 AI인데, 재료 분야에는 대규모 언어모델을 적용하기가 쉽지 않았다. 소재 데이터를 텍스트 형태로 바꾸기 어렵고, 소재 데이터베이스의 양(최대 2만개 구조)이 언어나 사진보다 현저히 적어 대규모 학습이 힘들기 때문이다. 연구팀은 재료 분야의 전통적인 머신러닝(기계학습) 모델과 챗GPT를 결합, MOF 소재에 적용할 수 있는 '챗MOF'를 개발했다. 금속과 유기물을 결합한 다공성 소재인 MOF는 넓은 표면적과 뛰어난 촉매 활성으로 화학 분야 나노 신소재로 주목받고 있다. 챗MOF는 MOF의 속성에 대한 사용자의 질문에 물성을 검색하거나 머신러닝을 이용해 예측하는 방법으로 답변한다. 사용자가 원하는 물성을 갖는 MOF를 역설계하는 것도 가능하다. 실험 결과 챗MOF는 검색과
KAIST는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 산화물 반도체의 열-전기 상호작용에 기반하는 열 컴퓨팅(Thermal computing) 기술 개발에 성공했다고 25일 밝혔다. 연구팀은 전기-열 상호작용이 강한 모트 전이(Mott transition) 반도체를 활용했으며, 이 반도체 소자에 열 저장 및 열전달 기능을 최적화해 열을 이용하는 컴퓨팅을 구현했다. 이렇게 개발된 열 컴퓨팅 기술은 기존의 CPU, GPU와 같은 디지털 프로세서보다 100만분의 1 수준의 에너지만으로 경로 찾기 등과 같은 복잡한 최적화 문제를 풀 수 있었다. 해당 연구에서는 낮은 열전도도와 높은 비열을 가지고 있는 폴리이미드 기판 상에 모트 전이 반도체 소자를 제작해 모트 전이 반도체 소자에서 발생한 열이 폴리이미드 기판에 저장이 될 수 있도록 했다. 이렇게 저장된 열은 일정 시간 동안 유지되며 시간적 정보 역할을 한다. 또한 이 열은 공간적으로도 이웃 소자로 전파되게 되는데, 이는 공간적 정보 역할도 수행한다. 김경민 교수는 “단순히 전기 신호만 사용하던 컴퓨팅 기술은 이제 한계에 이르렀다”며 “열은 저장할 수 있고 전달할 수 있는 특성이 있어 이를 잘 활용할 수만 있다면 컴퓨팅에서
KAIST는 물리학과 김세권 교수 연구팀이 포항공과대학교 물리학과 이현우 교수팀과의 공동 연구로 반강자성체에서 마그논 오비탈 홀 효과를 세계 최초로 발견해 물리 및 화학 분야 세계적인 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’에 게재됐다고 17일 밝혔다. 마그논 오비탈 홀 효과는 축구의 바나나킥처럼 마그논이 회전방향(오비탈)에 따라 진행궤적이 휘어지는 현상을 의미한다. 마그논계에서의 오비탈 홀 효과는 기존에 예측된 바가 없는 새로운 현상이기에 학문적으로 흥미로우며 기존 스핀 자유도에 국한됐던 마그논 동역학을 오비탈 자유도를 통해 한 단계 확장하는 의의가 있다. 마그논을 이용한 스핀트로닉스 소자의 경우 줄 발열로 인한 에너지 소모 없이 기존의 컴퓨팅 기술을 대체할 수 있다는 장점이 있어 전 세계 각국 학계에서 경쟁적으로 연구가 이뤄지고 있다. 마그논 스핀에 관해서는 지난 수십 년간 활발히 연구됐으나, 마그논 오비탈의 특성에 관한 이론 정립은 아직 아무도 시도하지 않은 문제였다. KAIST 물리학과 김세권 교수 연구팀은 MnPS3(삼황화린망간)와 같이 벌집 격자를 이루는 2차원 반강자성체에서 강한 마그논 오비탈 홀 효과가 나타난다는 것을 세계 최초로 발견했
텍사스대 연구팀과 공동연구…전고체 배터리 개발 '속도' SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 리튬메탈 배터리용 고분자 전해질 공동개발에 성공했다. SK온은 미국 텍사스대의 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질 'SIPE'(single-ion conducting polymer electrolyte)를 개발했다고 16일 밝혔다. 고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리로 주목받는다. 다만 산화물계나 황화물계보다 이온 전도도가 낮아 70∼80℃ 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제로 꼽혔다. SIPE는 이온 전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 이를 해결했다. 기존 고분자 전해질 대비 상온 이온 전도도를 약 10배까지 끌어올렸으며, 리튬 이온 운반율도 5배 가까이 늘렸다. 리튬 이온 전도도와 운반율이 높아지면 배터리 출력 및 충전 성능도 향상된다. 실험 결과 SIPE를 적용한 배터리는 저속 충방전 대비 고속 충방전 시에도 배터리 방전용량이 77%를 유지했다. 또 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능하며, 열적 안전성이 우수해 250℃ 이상 고온에도 견딜 수 있다. 차세대 복합계 고체 배터리에 SIPE를 적용하면 충
한국과학기술원(KAIST)은 땀의 미세한 포도당 수치 진단이 가능한 웨어러블 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. KAIST에 따르면 박인규 KAIST 교수와 정준호 한국기계연구원(KIMM) 박사 공동연구팀은 ‘전기방사 섬유 상 금속 및 금속산화물 기반 나노구조체 전사 기술’을 개발했다. 연구팀은 일상 속 웨어러블 헬스케어 응용을 위해 기반 고분자의 열적 거동 특성(열 변형 특성)·산소 플라즈마 처리를 통한 표면 특성을 고려해, 신축성이 우수한 마이크로 스케일의 전기방사 섬유 위 금속·금속산화물 나노구조체의 안정적인 전사를 선보였다. 연구팀은 금속·금속산화물 기반의 정교한 나노구조체를 수 마이크로 스케일의 곡면 형태인 전기방사 섬유 위에 전사하는 안정적인 공정을 개발했다. 나노 원형·마이크로 원형·나노 사각형·나노 그물·나노 라인·나노 십자가와 같은 다양한 구조체의 전기방사 섬유 상 전사가 가능할 뿐 아니라, 금·은·알루미늄·니켈과 같은 금속 재료부터 이산화티타늄·이산화규소와 같은 금속산화물까지 다양한 재료의 나노구조체 전사가 가능하다. 연구팀은 열 성형이 가능한 열가소성 고분자를 선정해 안정적으로 섬유화했으며 산소 플라즈마 처리를 통한 나노구조체 지지 고분자의
차세대 에너지원으로 주목받고 있는 고체산화물 연료전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있는 기술이 개발됐다. 한국에너지기술연구원은 최윤석 박사가 한국과학기술원(KAIST) 정우철 교수, 부산대 박범경 교수 연구팀과 공동으로 4분 만에 고체산화물 연료전지의 성능을 3배로 높일 수 있는 촉매 코팅 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 연료전지는 수소를 활용해 전기를 생산하는 전지로, 이산화탄소를 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 불린다. 그중 고체산화물 연료전지는 수소 이외에도 천연가스, 암모니아 등 다양한 연료로부터 전기에너지를 생산할 수 있는 데다 발전 효율도 높아 활발하게 연구되고 있다. 고체산화물 연료전지의 성능은 공기극(양극)에서 일어나는 산소환원반응에 의해 결정된다. 연료극(음극)에서 일어나는 반응에 비해 공기극의 반응 속도가 느리다는 한계 때문에 활성이 높은 공기극 소재를 개발하기 위한 연구가 시도되고 있지만, 아직은 화학적 안정성이 부족한 실정이다. 연구팀은 산업계에서 널리 사용되는 공기극 소재인 'LSM-YSZ 복합전극'(망간 기반 페로브스카이트 촉매(LSM)와 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성된 복합전극)의 표면에 ㎚(나노미터·10억분의 1ｍ
한국과학기술원(KAIST)은 잡아당겨도 고화질을 그대로 유지할 수 있는 유연한 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 개발했다고 11일 밝혔다. 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀은 동아대 문한얼 교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 연구팀과 공동으로 유연성이 뛰어난 초박막 OLED를 개발했다. 이를 각각의 섬(Island)으로 이뤄진 단단한 발광 구조체 사이에 끼워 넣어 신축성을 확보했다. 기존 신축형 디스플레이는 단단한 발광 영역에 구부림 연결부를 잇는 방법으로 신축성을 확보하는데, 이를 늘리면 빛을 내지 않는 연결부가 늘어나면서 전체 발광 면적이 줄어드는 한계가 있다. 연구팀이 개발한 디스플레이는 잡아당기면 숨겨진 OLED가 모습을 드러내면서 높은 발광 밀도를 구현할 수 있다. 신축 전 97%에 달하는 발광 면적비는 양쪽에서 30%씩 잡아당겨도 87%로, 10%밖에 줄지 않은 것으로 나타났다. 기존 플랫폼의 발광면적비 감소율(60%)보다 훨씬 낮은 수치다. 동작을 반복하거나 외력을 가해도 안정적으로 작동 가능하다고 연구팀은 설명했다. 유승협 교수는 "우수한 성능과 안정성이 확보된 OLED 기술을 그대로 활용하면서도 기존 신축형 디스플레이 한계를 극복할 수
국내 연구진이 녹색광이 50% 이상 포함된 실내조명을 통해서도 작동이 가능한 초고감도 상온 가스 센서를 개발했다. 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 가시광을 활용해 상온에서도 초고감도로 이산화질소를 감지할 수 있는 가스 센서를 개발했다고 10일 밝혔다. 금속산화물 반도체 기반 저항 변화식 가스 센서는 가스 반응을 위해 300도 이상 가열이 필요해 상온 측정에 한계가 있었다. 이에 대한 대안으로 최근 금속산화물 기반 광활성 방식 가스 센서가 크게 주목받고 있지만 기존 연구는 인체에 유해한 자외선 내지는 근자외선 영역의 빛을 활용하는 데에 그쳤다. 이에 연구팀은 이를 녹색 빛을 포함한 가시광 영역으로 확대해 범용성을 크게 높이고 녹색광을 조사했을 때 이산화질소 감지 반응성이 기존 대비 52배로 증가하는 것을 확인했다. 특히 실내조명에 사용되는 백색광을 쬐어 최고 수준의 이산화질소 가스 감지 반응성(0.8 ppm NO₂, 감도=75.7)을 달성하는 데 성공했다. 김일두 교수는 “대표적인 대기 환경 유해가스인 이산화질소 가스를 우리 주변에서 일반적으로 접근할 수 있는 녹·청색광(430~570 nm) 영역의 가시광을 활용해 상온에서 초고감
서울대 공대 전기·정보공학부 홍용택 교수팀, 초소형 유연·신축성 전자 기기 상용화 앞당길 것 서울대학교 공과대학은 전기·정보공학부 홍용택 교수 연구팀이 고신축성·고유연성 전극/기판에 마이크로 LED 등의 미세 전자 소자를 물리적·전기적으로 연결하는 ‘위치 선택적 집적 기술(A site-selective integration strategy)’을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 전자 분야의 세계 최고 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’에 5월호 표지논문으로 게재됐다. 스트레처블 디스플레이, 전자 피부 등 유연성 및 신축성 전자 분야에서는 단단한 물성을 가진 전자 소자를 부드러운 물성을 가진 전극/기판에 물리적·전기적으로 연결해야 한다. 그러나 기존의 이방성 도전 필름 등은 자체의 단단한 물성으로 인해 전극/기판의 신축성과 유연성을 저하시키고, 반면에 부드러운 물성의 접착제는 물리적 연결의 안정성이 낮은 문제가 있다. 또한, 소자의 크기가 점차 줄어들면서 좁은 간격의 전극 단자 사이에 전기적 단락 없이 소자와 회로를 연결하는 것이 어려워졌다. 연구팀은 이러한 문제에 대응해 새로운 소자 집적 방식인 ‘위치 선택적 집적 기술’을
이 글에서는 전력계통의 수급 조정·제어에 관한 기본적인 해설로서 거버너(Governor) 프리, 부하 주파수 제어(LFC), 경제 부하 배분 제어(EDC) 등에 대해 설명한다. 또한 재생가능 에너지(재에너지) 연계 확대 시의 수급 조정·제어 면의 영향과 대책, 광역적인 수급 조정·제어에 대해서도 간단히 소개한다. 주파수 변동의 발생 메커니즘 및 주파수 변동의 영향 1. 주파수 변동의 발생 메커니즘 전력계통에서는 부하(수요)와 발전(공급)의 균형이 깨지면 주파수가 변동하는데(예를 들어 부하보다 발전 쪽이 큰 경우에는 주파수가 상승한다), 이 원리에 대해 간단히 설명한다. 먼저 하나의 동기발전기를 생각한다(그림 1). 동기발전기에서는 증기터빈 등의 회전자를 회전시키려는 토크(Tm)와 전기적인 출력 토크(Te)가 균형을 이룬 상태에서 회전수(ω)가 일정하게 되고, 이것이 균형을 이루지 않은 상태에서는 동기발전기의 회전수가 상승 혹은 저하한다. 예를 들어 증기터빈 등의 토크 쪽이 크면, 그만큼이 동기발전기의 회전 에너지로서 축적되어 회전수가 상승한다. 이때, 동기발전기의 관성상수(M)가 클수록 회전수의 변화는 완만해진다. 전력계통에는 다수의 동기발전기가 있는데, 이
산업혁명 이후, 제조업은 끊임없는 기술 혁신을 통해 생산성과 효율성을 높여왔다. 현재 제조업은 4차 산업혁명의 중심에 있으며, 그 중 하나의 핵심 기술은 로봇 비전 시스템이다. 특히 3D 로봇 비전 시스템은 현대 제조업에서 필수적인 요소로 자리잡고 있다. 이번 글에서는 제조업에서 왜 로봇의 눈이 필요한지와 이에 대한 시대적 흐름을 살펴보겠다. 로봇의 눈, 3D 비전 시스템의 필요성 1. 정확한 부품 처리와 조립 제조 공정에서 정확한 부품의 선택과 배치는 생산 효율성과 제품 품질에 직결된다. 전통적인 자동화 시스템은 고정된 위치에서 정형화된 작업만을 수행할 수 있지만, 3D 비전 시스템은 다양한 위치와 각도에서 부품을 인식하고 처리할 수 있어 더 유연한 생산 공정을 가능하게 한다. Pickit 3D 비전 시스템은 팔레트나 빈(통)에서 물체를 집어 원하는 위치에 정확하게 놓을 수 있도록 도와준다. 2. 숙련된 노동력 부족 문제 해결 제조업체들은 숙련된 노동력 부족으로 인해 어려움을 겪고 있다. 특히, 반복적이고 단순한 작업은 인력의 소모를 유발하며 생산성을 저하시킨다. 로봇 비전 시스템은 이러한 작업을 자동화하여 인력을 보다 고부가가치 작업에 투입할 수 있게 한
이 글에서는 카본 뉴트럴 달성을 위해 재생가능 에너지의 주력 전원화를 지향하는 전력 시스템에 관련된 논점을 개관하는 동시에, 여러 가지 과제 해결의 기수로 지목되고 있는 가상 전력 플랜트(Virtual Power Plant: VPP)에 관한 일본의 대응, 현시점의 달성 정도, 앞으로의 과제와 전망에 대해 다룬다. VPP란 다수의 축전지, 전기자동차, 급탕기 등의 축에너지 기기, 자가용 발전기나 에네팜(가정용 연료전지) 등의 창조에너지 기기, 에어컨, 조명, 생산 설비와 같은 전력 부하 등의 기기군을 통신망을 통해 통합 관리해 마치 단일 발전기처럼 기능시키는 기술을 가리키며, 에너지 매니지먼트의 한 형태라고 할 수 있다. 전력 시스템에서는 전기의 총발전량과 그 소비에 해당하는 총수요량이 어떠한 순간에서도 일치하지 않으면 안 된다. 기상 상황이나 시간대에 의해 발전 출력이 바뀌게 되는 태양광 발전이나 풍력 발전은 변동성 재생가능 에너지(Variable Renewable Energy: VRE)라고 불리며, 이들이 주류의 전원이 되는 상황에서는 전력 시스템의 운용이 어려워진다는 것을 쉽게 상상할 수 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서는 전력의 수요 그 자체나 수
2023년 9월 미쓰도요는 세계 최고 수준의 정도를 자랑하는 CNC 3차원 측정기 LEGEX에 타쿠미(장인)의 기능을 더해 정도를 더욱 향상시킨 LEGEX 타쿠미 모델(이하 타쿠미 모델이라고 한다)을 발매했다(그림 1). 타쿠미 모델에서는 최대 허용 길이 측정 오차 : E0, MPE＝(0.23＋0.7L/1000)μm를 실현, 1m의 측정 오차가 0.93μm 이하가 되어 드디어 측정 정도가 서브 마이크로미터대에 돌입했다. 이 글에서는 타쿠미 모델 상품화까지의 경위와 타쿠미 모델의 특징에 대해서 설명한다. 또한 타쿠미 모델을 설명하는 데 있어, 미쓰도요의 기능 전승에 대한 대응도 빼놓을 수 없기 때문에 이에 대해서도 소개한다. 미쓰도요란 미쓰도요는 ‘정밀 측정으로 사회에 공헌한다’를 경영 이념으로 삼고 있으며, ‘측정’을 통해 제조에 종사하는 사용자의 지속적 발전과 가치 창조에 공헌하는 것을 염두에 두고 1934년에 창업했다. 아날로그식 마이크로미터 생산을 시작으로, 현재는 5,500종류 이상의 정밀 측정기기를 제조/판매하고 있는 세계 유수의 정밀 측정기기 종합 메이커이다. 미쓰도요의 3차원 측정기로 눈을 돌려 보면, 본체, 스케일, 컨트롤러, 프로브, 소프트웨
상호명(명칭) : (주)첨단 | 등록번호 : 서울,자00420 | 등록일자 : 2013년05월15일 | 제호 :헬로티(helloT) | 발행인 : 이종춘 | 편집인 : 김진희 |
본점 : 서울시 마포구 양화로 127, 3층, 지점 : 경기도 파주시 심학산로 10, 3층 | 발행일자 : 2012년 4월1일 | 청소년보호책임자 : 김유활 | 대표이사 : 이준원 | 사업자등록번호 : 118-81-03520 | 전화 : 02-3142-4151 | 팩스 : 02-338-3453 | 통신판매번호 : 제 2013-서울마포-1032호
copyright(c) HelloT all right reserved
UPDATE: 2024년 11월 21일 17시 42분
