태양광발전을 통해 플럭스 펌프와 연계된 고온 초전도 마그넷 충전장치 특성조사

초록

신재생에너지가운데 태양광발전은 반도체소자인 태양전지의 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환함으로서 화석에너지를 사용한 기존의 화력발전방식과는 달리 무한정한 에너지원, 대기오염, 소음, 진동 등의 공해가 전혀 없는 깨끗한 청정에너지원이다. 또한 연료의 수송, 기계적 가동, 국부적 고온, 고압부가 없어 발전설비의 유지관리가 용이하고, 수명이 길며, 설비규모의 선택과 설치공사가 쉬운 장점을 가지고 있어 각광을 받고 있다. 따라서 태양광에너지를 전기에너지로 이용한 전력기기 시스템의 개발은 시스템의 효율을 향상시키기 위한 하나의 좋은 모델로 여겨지고 있고 다양한 전력시스템에 적용되고 있다. 저온 초전도 선재(Low Temperature Superconductor:LTS)에 비해 고온초전도선재(High Temperature Superconductor:HTS) 는 냉각비용이 경제적이기 때문에 다양한 전기기기시스템에 적용되어 많은 연구가 현재 진행되어지고 있다. 특히 핵자기공명장치(NMR), 자기공명영상장치(MRI), 자기부상열차(MAGLEV), 초전도에너지저장장치(SMES), 초전도핵융합발전장치(TOKAMAK) 등을 연구하는 분야에서는 고온초전도 선재를 이용한 연구가 활발히 진행 중이다. 고온 초전도선재의 경우 본질적으로 영구전류상태에서 전류감쇄가 크게 발생하기 때문에 초전도 마그넷의 안정도를 유지하기위해서는 초전도 전원장치가 반드시 필요하다 이와 같은 이유로, 우리는 태양광 발전시스템과 고온초전도 자속펌프 시스템을 융합하여 새로운 초전도전원장치를 제안하였다. 이와 같은 태양광에너지를 이용한 고온초전도 자속펌프는 시스템의 동작 효율을 극대화하고, 무한한 에너지원인 태양광에너지를 활용하기 위하여 개발되었다. 본 논문에서는 이러한 태양광에너지를 이용한 고온 초전도 전원장치의 기반연구로서, 각 요소의 기술요소를 설계하고 제작하여 기본적인 운전특성을 검증을 실험적으로 수행하였다.