"KERI 전기에너지 기술 신기해요"

"KERI 전기에너지 기술 신기해요"

기사입력 2008-08-04 19:00

한국전기연구원, 8월1일∼6일 진행 '2008 대한민국과학축전' 참가

고온초전도체 자기부상열차 등 전기기술 관련 다양한 볼거리 '눈길'

부스 방문 관람객들 직접 체험하며 전기 기술 이해 높여

전력선통신 헬스케어시스템은 4,50대 학부모 관심 '집중'

"체온으로도 전기를 만들 수 있다구요?"

전기전문 출연연구기관인 KERI(한국전기연구원)이 참여하고 있는 과학축전의 프로그램이 초·중·고교 학생들에게 유익한 전기기술에 관한 정보를 제공하는 한편, 흥미로운 체험형 전시물을 선보여 관람객들의 인기를 얻고 있다.

KERI는 지난 1일부터 광주광역시 김대중컨벤션센터 등에서 진행되고 있는 '2008 대한민국 과학축전'의 에너지 관련 테마에 참여해 초전도체 자기부상열차, 염료감응형 태양전지, 전력선통신을 이용한 헬스케어시스템 등 그간의 연구성과를 활용한 다양한 전기에너지 기술 관련 전시물을 선보이고 있다.

특히 올해는 UN이 정한 지구의 해로서, 이번 과학축전에서는 특히 기후변화 및 대체에너지와 관련한 다양한 프로그램이 선보이는 가운데 '전력선통신 헬스케어 시스템', '체온으로 전기만들기' 등 관람객이 직접 보고 느껴볼 수 있는 체험형 아이템이 주를 이룬 KERI의 전시관은 더욱 관심을 모았다.

▶ 전력선 통신을 이용한 헬스케어 시스템

"전선을 통하여 언제, 어디서나 건강지킴이"

KERI 부스에는 우선 전력선 통신을 이용한 헬스케어 시스템의 실물이 전시돼 단연 눈길을 끌었다. 이 시스템은 전선을 통해 멀리 떨어진 집이나 실버타운 등지에서 혈압이나 심전도, 혈당 등의 건강정보를 측정하여 의사에게 보내고 동시에 의사와의 영상 및 음성대화를 통해 건강에 관해 문진하는 건강관리시스템이다. 이 시스템은 특히 전력선 통신을 이용하므로 통신비용 및 의료비용이 절감되며, 이동이 불편한 장애우나 독거노인 등의 주기적인 건강관리에 편리한, 정보통신기술과 전자의료기기술의 융합기술이라 할 수 있다.

전시 첫날 KERI 부스를 찾은 관람객들은 이 시스템을 개발한 김인수 박사의 도움으로 직접 맥박과 혈액속 산소포화도 등을 측정, 그래프로 나타나는 결과를 실시간으로 확인해 보는 기회를 가졌다. 이 시스템은 상대적으로 건강에 관심이 많은 4,50대 학부모들의 집중적인 관심을 모았다.


▶ 고온초전도체 자기부상 열차

"초전도 현상으로 레일위를 떠서 달려요"

그밖에 관람객들의 눈길을 사로잡은 전시물은 바로 고온초전도 자기부상 주행모델이다. 고온초전도체는 세라믹 물질로서 상온에서는 전기를 통하지 않지만 액체질소 온도(영하 196도C)등에서 전기저항이 제로가 되거나, 외부로부터 들어오는 자속선을 고정시킴으로써 영구자석 위에 올려놓으면 자력에 의한 부상력이 생기는 물질을 말한다. 초전도기술은 초전도 전선, 초전도 발전기, 초전도 선박 및 초전도 에너지저장장치 등 신개념의 다양한 친환경기기 개발이 가능하다.

열차 모형의 출발신호로 "하나, 둘, 셋"을 함께 외친 관람객들은 고온초전도체 자기부상열차가 레일위를 떠서 주행하는 모습을 지켜보며 박수와 탄성을 그치지 않았다.

▶ 압전변압기 소자

"12V의 전기를 진동으로, 그 진동을 1600V 의 전기로"

돌(세라믹스)에 전기를 흘려주면 기계적 진동이 발생하고, 반대로 돌에 기계적 진동을 가하면 돌에서 전기가 발생하는데 이러한 현상을 압전(Piezoelectric)현상이라고 한다. 압전변압기는 이러한 원리를 적용한 것으로 압전체에 전기를 가하여 기계적 진동으로 변환시키고, 변환되어진 기계적 진동을 다시 전기로 변환시키는 시스템이다. 이 압전변압기 기술은 측면 내시경 전원, 초음파 진단, 공기청정기 및 이온발생기, 전위 발생기 등에 사용할 수 있다.

▶ 염료감응형 태양전지

"식물의 광합성반응을 이용해 전기 만들어요"

식물의 경우 천연염료인 엽록소(크로로필)이 햇빛과 물을 흡수하여 에너지를 만든다. 천연(인공)염료를 이용하면 식물의 광합성 반응과 유사하게 전기를 만들수 있다. 천연염료가 햇빛을 받으면 TiO2입자들을 이용하여 전자를 밖으로 보낼 수 있게 된다.

KERI가 전시한 염료형 태양전지는 이렇게 식물의 광합성 반응을 이용해 전기를 생산하는 시스템이다. 저렴한 제조단가와 투명성이 뛰어나 건물의 창문에 부착해 사용 가능하며, 적생, 황색, 청색 등 다양한 색상으로 구현할 수 있다. 벽면이나 기기에 부착이 용이한 이 시스템은 상업성이 높은 친환경형 태양광 주택에의 활용이 기대된다.

관람객들은 램프의 불빛만으로도 염료감응형 태양전지가 전류가 발생시켜 프로펠러를 돌게 하는 모습을 보고 신기함을 감추지 못했다.

▶ 열전발전 시스템


"체온으로도 전기를 만들어요"

열전발전은 열전반도체 양쪽에 온도차를 주면 내부에서 전자의 흐름이 생겨 전기를 발생시키는 현상을 이용한 발전기술이다. 이러한 현상을 '제벡 효과(Seebeck effect)' 또는 '열전(熱電)효과'라고 한다.

KERI부스에 마련된 열전발전 시스템은 금속판에 각자의 손을 올려놓으면 점등의 변화로 전류가 흐르는 것을 관람객들이 직접 확인할 수 있는 시스템이다. 체온이 따뜻할수록 조명판의 점등이 빨리지는데 관람객들은 삼삼오오 모여 자신들의 손바닥을 갖다댄 이후 변화하는 점등표시를 보며 즐거워했다.

▶ 전기체험 발전기

"전선에 앉아있는 새는 어째서 감전되지 않는 것일까?"

전기체험 발전기는 특히 어린 학생들의 호기심을 자아냈다. 감전이란 사람의 인체가 전기에 접촉되었을 때 전기를 느끼는 현상을 말하며 약간의 짜릿함을 느끼는 정도에서 사망에 이르는 것까지 그 정도는 다양하다.

감전은 양극과 음극의 전기를 동시에 접촉하는 것에 의해 몸에 전류가 흐르는 현상이다. 고압선에 앉아있는 새가 감전되지 않는 것은 한가닥의 전선에만 앉아있기 때문이며 두 전선에 동시에 접촉하고 있다면 새도 당연히 감전이 된다. 학생들은 직접 손가락에 느껴지는 가벼운 감전을 통해 이러한 사실을 실감했으며, "전기의 원리에 대해 더욱 잘 이해할 수 있는 계기가 됐다"고 입을 모았다.

◇ 초고압 송전선로 전기환경친화 설계프로그램

"초고압 송전선로 밑을 지나가는 것이 이제 두렵지 않아요"

전력설비를 설치할 때 전기사업자 및 주민 모두가 전기적인 환경장해에 대한 민원 발생의 우려로 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이 프로그램은 전력선 설계자가 선로에 의한 환경장해 발생량을 선로 건설 전에 예측, 분석하여 그 평가결과를 송전선로 친환경설계에 반영하고 환경민원에 대한 과학적인 자료를 제시하는데 유용하다. 특히 계획선로의 환경친화적 설계와 기설선로의 환경영향평가 및 장해대책수립에 이용할 수 있다. 또한 이 프로그램을 통해 효율적이고 경제적인 초고압 송전설비의 건설과 운용을 기대할 수 있으며, 환경관련법 만족으로 환경민원에 적절한 대처와 사회비용발생의 최소화를 도모할 수 있다.

한편, 주최측 추산 개막 3일만에 관람객 10만명이 넘는 대성황을 이루고 있는 '2008 대한민국과학축전'은 8월 6일까지 진행된다. 지난 1일 열린 개막식에는 정진권 청와대 과학문화수석, 박찬모 과학기술특별보좌관, 박종구 교육과학기술부 제2차관 등이 참석한 가운데 열렸으며 우리나라 최초 우주인 이소연 박사가 '대한민국 최초 우주인 선발에서 귀환까지' 라는 주제로 청소년을 대상으로 특강을 실시하기도 했다. 행사 관련 자세한 프로그램은 홈페이지(festival.ksf.or.kr/)를 참고하면 된다.

<사진설명>

1. 2008 대한민국과학축전에 참가한 KERI의 전기홍보체험관.

2. 고온초전도체 자기부상열차의 주행시범을 지켜보는 관람객들. 관람객들은 고온초전도체 자기부상열차가 레일위를 떠서 주행하는 모습을 지켜보며 박수와 탄성을 그치지 않았다.

3. 염료감응형 태양전지 시제품. 램프의 불이 비치면 염료감응형 태양전지가 전기를 발생시켜 프로펠라가 돌게 된다.