초록 ▼

핵심기술
○ 반도체 스위칭을 사용한 양방향 직류 차단시스템 구현
○ 기계식차단기보다 더 빠른 차단 시간으로 과전류로부터 회로를 보호

최종목표
○ 직류 차단기 개발을 통하여 직류 계통의 설비 기기에 대한 안정성 확보를 위한 고장전류에 대한 차단기술을 개발 및 양산화 하여 직류 배전 시장 대비 및 기술력 확보를 통한 LVDC 시장 진출
○ 기술력 확보 및 노하우 습득으로 차후 MVDC 및 HVDC 시장 진출

개발내용 및 결과
1. (주)태선에너지 (주관기관)
○ 새로운 회로구조의

핵심기술
○ 반도체 스위칭을 사용한 양방향 직류 차단시스템 구현
○ 기계식차단기보다 더 빠른 차단 시간으로 과전류로부터 회로를 보호

최종목표
○ 직류 차단기 개발을 통하여 직류 계통의 설비 기기에 대한 안정성 확보를 위한 고장전류에 대한 차단기술을 개발 및 양산화 하여 직류 배전 시장 대비 및 기술력 확보를 통한 LVDC 시장 진출
○ 기술력 확보 및 노하우 습득으로 차후 MVDC 및 HVDC 시장 진출

개발내용 및 결과
1. (주)태선에너지 (주관기관)
○ 새로운 회로구조의 active LC 공진을 이용한 양방향 DC차단기 개발
○ 양방향 IGBT적용으로 차단시간 300ms 목표치 달성
○ 태양광 및 DC 인가전압 고려하여 정격전압 500V로 개발
○ MOV 34K122 및 Hall sensor 회로 적용하여 외부전류(Surge) 최대 크기 2KA 목표치 달성

2. 전남대학교 산학협력단 (참여기관)
○ 1년차: 새로운 컨셉을 가져서 지적재산권으로의 가치가 있는 회로를 개발하였다. 이를 통해서 지재권을 이용한 사업적 효용 가치도 추가적으로 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
: 개발되는 회로는 최적화된 전력 반도체의 특성을 효율적으로 이용하였다.
향후 전력 반도체의 특성은 회로 특성과 별도로 빠른 속도로 개선되고 있으므로, 현재의 반도체 특성을 고려한 회로의 동일한 특성이 향후 회로 컨셉 개선 없이도 개선될 수 있음을 의미하며, 이는 현재의 특성을 개선하는 새로운 컨셉의 회로 개발이 지적재산권으로서 매우 유용함을 의미한다.
: 개발되는 DC 브레이커의 핵심부분에 대한 블록을 지적재산권 화 하였다.
다른 범용의 회로에 적용이 가능하며, 이는 산업적인 측면에서 기존의 해외 대형 기술 집단에서 블록형태로 핵심부를 이용할 수 있음을 의미하므로, 특성을 개선시킬 수 있는 새로운 컨셉 개발을 집중/완료하였다.
: DC 브레이커에서 중요하게 판단되는 효율의 객관적인 지표를 설정하여, 개발된 회로의 장점을 부각시켰다.

○ 2년차: 전체 회로 및 특성부의 최종 신규 컨셉을 확정하였고, 튜닝을 통해 3대 특성치의 개선에 집중하였다. 또한 특성이 개선되는 메커니즘을 완벽히 파악하여, 타 범용회로에 신규 개발 특성부를 적용함에 있어서 호환성을 높이기 위한 메커니즘을 개발완료 하였다
: 본 회로 개발을 통해 3대 특성치를 20%이상 개선하여 기존의 앞선 기술력 대비 경쟁력을 확보하였다. 또한 개발된 기술은 기존의 기술에 적용되기 용이한 호환성을 갖추도록 설계되었고, 메커니즘 분석 되었다.

* 새롭게 모델링된 3대 특성치를 제공하고, 이를 30프로 이상 개선하기 위한 회로 튜닝을 수행중이다. 이런 성능향상을 이룬 회로 블록들이 기존의 타 회로에 적용되기 위한 메커니즘을 완성하여, 이를 모델링화 중이다. 이는 본 회로 개발을 통해 새로운 사업을 수행하는 장점을 가지는 것 뿐만 아니라, 기존 대형 기술에 지적재산권을 이용한 소규모 사업도 가능함을 의미한다.

기술개발 배경
○ 우리나라의 유일한 전력 대기업인 한전은 직류배전을 위해 지속적인 연구 진행.
○ DC 독립섬 비즈니스모델 개발(2015), LVDC 사업화 모델개발 및 MVDC 기술개발 타당성 조사연구(2015)등으로 직류배전이 현실로 구현.
○ 당사는 사업화 대상기술을 기술이전을 통하여 확보하였고, 경제성보다는 미래 전력공급 시스템인 직류 배전 시장 대비 및 기술력 보유에 무게를 두고 접근함.
○ 또한 저압 직류 차단기 개발로 기술력 확보 및 인프라 구성 후에 다양한 파생 모델을 통해 라인업 확대.
○ 사업화 대상 기술은 LVDC 뿐만 아니라 MVDC, HVDC 적용이 가능한 기술.
○ 잦은 에너지 저장 시스템 화재로 인한 ESS 표준 규격 강화로 인한 차단 속도가 빠른 반도체 스위칭 소자를 이용한 DC차단기 필요.

핵심개발 기술의 의의
○ 현재 반도체 스위칭 소자를 이용한 DC 차단기는 신규개발임.
○ 태양광 및 DC전기전자제품에는 기계식 AC/DC 겸용 열동식 차단기를 사용함
○ 당사는 차단 시간이 빠른 반도체 스위칭 소자를 사용하였으며 국내/외 에너지 저장 시스템의 수요 확대로 사업성 확보

적용 분야
○ 에너지 저장 시스템
○ 전기자동차 충전 시스템
○ 기타 DC전기전자제품

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 2017년 기술이전사업화사업 주요 성과 ... 8
• 목차 ... 11
• 제1장 서론 ... 12
• 제1절 사업 개요(사업화 대상기술의 중요성 및 필요성) ... 12
• 제2절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 16
• 제3절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 19
• 제2장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 21
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 21
• 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 29
• 제3절 수행 결과의 보안등급 ... 77
• 제5절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 80
• 제3장 결과 및 사업화 계획 ... 81
• 제1절 기술사업화 최종 결과 ... 81
• 1. 기술사업화 추진 일정 대비 실적 ... 81
• 2. 기술사업화 결과의 유형 및 무형 성과 ... 83
• 제2절 기술사업화 추진 체계 ... 84
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 84
• 제3절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 86
• 제4절 고용 창출 효과 ... 90
• 제5절 자체보안관리진단표 ... 91
• 부 록 ... 94
• 끝페이지 ... 112