전력전자분야(Power Electronics Division)는 반도체소자의 개발과 함께 새롭게 출현한 학문영역으로써 1973년경 독자적인 하나의 학문분야로 정립한 분야이다. 전력전자분야는 반도체·전자기술(Power Device와 Electronic Circuit)과 원동기기술(발전기와 전동기, Rotating Machine)분야, 그리고 제어(Control, Digital, Microprocessor)기술이 결합한 형태다. 단순히 공학이나 산업분류에서 나온 것이 아니라 새로운 기술 분야에 대한 자연 발생적으로 도출된 명칭이며 학문분야인 것이다.
현재의 전력전자분야는 고전적인 Converter기술에서 출발하여 1990년대에는 전력전자기술이 기계분야와 결합된 Mechatronics(Mechanical Enginieering + Power Electronics)분야가 전력전자에서 새로이 추가되었으며, 컴퓨터와 전력전자가 결합된 Microelectronics(Microprocessor +Power Electronics, 산업분야에서는 임베디드라고 불리우기도 한다)분야가 전력전자분야에서 새로운 학문분야로 도출되었다.
2000년대 들어서는 전력전자기술이 신재생에너지원에 주된 기술로 자리를 잡고, 전력계통 자동화(DC 변압기, 지능형 변압기, STATCOM, HVDC, SVC)분야에 적용되기 위해서 대용량화 하고 있으며, 화학기술과 결합한 Chemitronics(Chemical Engineering + Power Electronics)분야로 확대되고 있다.
Ⅱ. 전력전자분야의 기술 수준 및 사업화 분야
① 전력전자분야의 기술수준 = 현재 우리나라의 전력전자분야의 기술수준은 전반적으로 세계 최고기술은 아니지만 미국, 독일, 일본 다음으로 기술의 잠재력을 가진 수준으로 평가되고 있으며, 특히 수백 kW이하에서는 최고수준으로 평가받고 있다.
위에서 나열한 기술 중에서 수십 MW이하의 전력전자기술은 국내에서 이미 상용화했을 뿐만 아니라 어느 정도의 기술향샹이 이루어진 것으로 판단된다. 그러나, HVDC나 STATCOM, 혹은 DC변압기의 경우는 초기 투자비가 거대하고, 투자비 대비 수익률이 작기 때문에 적극적인 기술접근을 거리는 분위기가 있으며, DC변압기의 경우는 기술적인 문제나 경제적인 문제 보다는 초기에 시장을 만들어야 한다는 단점을 가지고 있다. 현재 전력전자분야에서 신규투자 및 접근성을 가지고 있는 분야를 나열하면 다음과 같다.
② 전력전자분야의 기술수준
● HVDC와 STATCOM 등 중전기분야
◆시장성 : 2020년까지 국내 5조원 대 시장과 세계적으로 50조원 이상의 시장
◆위험요소 : 초기 투자비가 거대 (LS산전의 경우 HVDC기술 개발을 위해 2000억원의 순수 R&D비용 지출)
◆긍정적인 면 : 시장에 비하여 기술을 가지고 있는 기업이 Siemens, ABB 등 3개 이내의 기업이 전 세계 시장 석권
◆시장판로 : 국내에서 전력회사와 Test-Bed를 통하여 기술을 향상한 뒤 해외 진출
● DC 변압기 분야
DC변압기는 소용량에서부터 대용량까지 다양하고, 주파수와 전압을 동시에 변환시킬 수 있으며, Converter를 사용하기 때문에 고장파급이 안되고, 가격이 기존의 변압기와 비교해서 대등하다는 평가를 받고 있다.
◆시장성 : 기존의 배전급 변압기를 대체한다는 관점에서 향후 수십조원 대의 시장
◆위험요소 : 아직 시장이 형성되지 않았으며, 전력회사와 기술과 시장을 주도해야 함
◆기술성 : 현재 국내 기술로 충분히 가능
◆시장판도 : 국내외적으로 가능성만 존재하고, 시장이 구체화 되지 않고 있는 상황
● 전기자동차용 충전기나 구동시스템
◆시장성 : 전기자동차 시장과 동일
◆위험요소 : 이미 국내 기업과 해외기업에서 신규로 투자하고 있음
◆기술성 : 국내기술로 충분히 가능
● ESS, 태양광 및 기타 = ESS와 충전기와 같은 분야는 전력전자분야와 전지분야로 나눌 수 있다. 전력전자기술은 이미 확보되어 있는 기술로 볼 수 있으나, 전지분야는 앞으로 계속해서 발전해야할 소지가 있다고 보여진다. ESS와 태양광사업은 전력전자기술이 우수한 회사보다는 전지제작기술과 태양전지판 제작능력이 좋은 회사에서 진출해야 할 분야로 여겨진다.
