안녕하세요. 전자공학부 애플기자단입니다.

갑진년, 청룡의 해가 밝았습니다. 새 학기를 앞두고 연구실 진학을 염두하고 계시는 전자공학부 학우분들이 많다고 알고 있습니다. 여러분 선택에 도움이 되고자 대학원연구실 릴레이 인터뷰 5탄을 준비했습니다.

Q1) 간단한 소개 부탁드립니다!

국민대학교 전자공학부에 2010년에 입사하여 현재 전력시스템/스마트그리드 관련해서 교육 및 연구를 수행하고 있는 정일엽 교수입니다. 우리 학부의 <스마트그리드 연구실>을 지도하고 있으며 전기에너지의 효율적인 이용을 위한 전력시스템 설계 및 제어 기술 연구를 핵심으로 전력/에너지에 대한 다양한 연구를 수행하고 있습니다.

스마트그리드 연구실은 현재 12명의 석/박사과정생으로 구성되어 있고, 3명의 학생들이 대학원 시험을 통과해서 3월에 입학합니다. 또, UROP 같은 형태로 매 학기 자발적으로 찾아오는 학부 학생들을 정기적으로 만나 교류하고 있습니다.

Q2) 본 연구실에서는 어떤 것들에 대해 연구하나요?

전력시스템/스마트그리드 관련 기술을 연구하고 있습니다. 전력시스템은 대표적으로 한국전력에서 관리하는 우리나라 송배전망을 들 수 있고, 작게는 대학 캠퍼스, 도서 지역, 건물 등에 있는 배전망을 포함하며 선박이나 자동차 등의 전력공급에도 활용됩니다. 우리 연구실은 전력시스템을 설계/해석하고 최신 ICT 기술을 융합하여 스마트하게 관리/운영하는 스마트그리드 기술에 대해 연구합니다.

Q3) 말씀하신 내용이 타대학의 전기공학과 연계된 것 같은데, 국민대학교에 해당 전공이 없는 이유가 무엇일까요?

우리 학교의 전자공학부 내에서 타대학의 전기공학과와 관련된 내용을 배울 수 있습니다. 규모가 큰 대학이나 외국 대학의 사례를 보면 전기, 전자, 정보통신 관련 전공이 쪼개져 있기 보다는 하나의 큰 학부로 모여 있는 경우가 많은데 우리 학교도 전자공학부 내에서 다양한 전공을 배울 수 있어요. 대신 세부 전공 별로 특성화가 되어 있다고 보면 되겠고 앞으로는 지능전자공학 전공에서 모빌리티/에너지 분야의 전자공학 융합 기술에 대해 심화하여 배울 수 있게 됩니다. 

Q4) 다른 분야와 비교했을 때 스마트그리드 분야의 발전 가능성에 대해 말씀해 주실 수 있나요?

발전 가능성이 무궁무진한 분야입니다. 모든 것이 동작하기 위해서는 에너지가 필요하듯 모든 전자기기에는 전기에너지를 공급해야 동작을 하지요. 전기에너지는 사용하기 편리하고 깨끗한 에너지원으로 많은 각광을 받고 있습니다. 친환경적이며 가스와 같이 누출 걱정이 없는 고급 에너지예요. 특히 전동차, 전기차, 선박, 최근에는 드론(항공)과 같은 모빌리티 분야에서도 디젤/가솔린 엔진이나 가스터빈 등의 기계식 에너지에서 벗어나 전기에너지와 모터를 이용한 전동화(電動化) 기술이 활용되고 있어요.

사회가 발전함에 따라 더 많은 전기에너지 공급이 필요한데 석탄, 석유 등을 이용한 전통적인 발전은 미세먼지, 온실가스 배출 등의 환경문제를 일으키므로 친환경적이고 지속 가능한 신재생에너지 전원을 많이 설치해야 합니다. 태양광, 풍력 등의 신재생에너지 전원은 그동안 많은 연구개발을 통해 설치비가 지속적으로 하락하고 있고 발전 비용이 낮기 때문에 경제적으로 실현가능한 시대가 왔어요. 하지만 신재생에너지 발전은 외부 환경에 영향을 받기 때문에 제어가 까다롭습니다. 이런 신재생 에너지 전원들을 효율적으로 사용하려면 과거 기술로는 한계가 있어 많은 선진 국가에서 최신의 AI/IoT/디지털트윈 등을 이용한 전력산업 분야의 디지털 전환(DX: Digital Transformation)에 많은 노력을 하고 있습니다.

스마트그리드 분야에서의 디지털 전환(DX) 관련 기술은 전통적인 전기공학과 전자공학, 정보통신공학, 인공지능공학 등과 적극적인 융합이 필요한 학문입니다. 일론 머스크가 추진하는 신재생에너지/친환경 모빌리티/로봇/항공우주와 같이 다양한 혁신 사업과 같이 과거에는 없던 새로운 산업들이 많이 생겨나고 있고 새로운 인재들도 많이 필요한 분야라고 할 수 있어요. 최근에 전력산업/중공업 관련 회사의 사명에도 디지털 전환을 뜻하는 DX 또는 일렉트릭이라는 이름을 추가하는 것이 대세이고 사업 실적이 개선되어 인재 채용을 많이 하고 있어요. 우리나라에도 스마트그리드 분야에 우수한 대기업들이 많이 있으며 세계시장에서의 입지도 빠르게 개선되고 있어요. 우리 연구실도 삼성, 현대, LG, LS, 한화, 포스코 등 국내의 우수 대기업들과 다양한 산학 연구를 수행하고 있습니다.

Q5) 연구실 산하의 대학원생분들이 어떤 연구나 프로젝트를 진행하는지 알려주실 수 있나요?

앞에서 언급한 스마트그리드 분야의 다양한 연구과제를 수행하고 있으며 12명의 석/박사급 대학원생이 세부적으로 5분야의 연구를 하고 있습니다. 전력시스템 모델링/해석/제어, 신재생에너지, 마이크로그리드, 전기추진선박, 직류(DC)배전계통 등의 연구를 수행하고 있습니다.

전력시스템 모델링/해석/제어 분야는 우리 연구실의 근간이 되어 핵심 분야이고, 한국전력, 전력연구원, 전력거래소 등과 적극적으로 협력하여 우리나라 송배전망 등 전력 계통을 관리하고 운영하는 기술을 연구하고 있습니다.

신재생에너지와 마이크로그리드 분야는 대형 계통이 아닌 독립 전력망(격오지/도서 지역, 대학 캠퍼스, 전기추진 선박 등) 설계 및 제어에 대한 연구를 많이 해오고 있습니다. 우리나라의 가사도, 거차도, 울릉도 등 에너지 자립섬의 설계과제에 많이 참여를 했었고 최근에는 중남미, 남태평양 지역의 국가 원조(ODA) 사업에도 참여하고 있습니다.

전기추진선박과 관련해서는 자동차와 같이 선박도 친환경 규제가 많이 생기고 있어요. 실제 부산이나 인천 등의 항구에 가보면 매연이 매우 심한 것을 볼 수 있습니다. 따라서 전기차와 같이 ESS를 이용하거나 연료전지 등 친환경 발전 기술을 이용하여 환경오염을 줄이고 연료비를 절감하는 연구를 하고 있습니다. 우리 연구실은 HD현대그룹과 한화오션 등 세계 1, 2위 조선사와 협력하여 많은 연구를 하고 있으며 또 계획하고 있습니다.

직류(DC) 배전계통은 최근 전력전자 기술의 발전으로 전통적인 교류(AC) 전원을 직류(DC)로 대체하는 기술입니다. 요즘에는 태양광, 연료전지, ESS 등 직류 전원들이 많이 늘어나고 있으며 집에서 사용하는 대부분의 전자기기는 내부적으로 직류로 변환하여 사용하므로 직류 배전 기술이 차세대 전력공급 기술로 주목을 받고 있어요. 직류 배전은 디지털 기술과 융합이 쉬워 교류에 비해 빠르고 정밀하게 제어/관리할 수 있는 장점이 있어요.

Q6) 연구실에 들어가기 위해 따로 공부해야 할 부분이나 수강해야 할 과목이 있을까요?

전자공학부의 다양한 교과목을 수강하기를 바랍니다. 특히, <회로이론>, <전자기학>, <제어공학>, <전기에너지기기>, <전력시스템공학>, <스마트그리드공학> 등의 교과목은 전기기사 취득과 관련된 교과목이기도 하고 우리 연구실에서 하고 있는 연구와 매우 밀접한 관련이 있습니다.

그 외에도 <마이크로프로세서응용공학>, <전력변환회로>, <전력전자>, <전기자동차제어>, <배터리 및 전기기기제어>, <전력반도체공학> 등의 교과목과 프로그래밍 관련 교과목을 추천합니다. 연구실에서는 컴퓨터를 이용한 모델링 및 시뮬레이션 관련 연구를 많이 수행하고 있으며 MATLAB과 Python 언어를 많이 사용합니다.

Q7) 본 연구실 입학을 희망하는 전자공학부 학생들에게 당부해주고 싶으신 말씀이나 조언해 주실 이야기 있으신가요?

이번 중앙일보 대학평가에서 우리 학교가 전국 16위 안에 들기도 했고, 매년 우리 학부에 입학하는 학생들의 수준이 점점 우수해지는 것 같아요. 우리 학부 학생들에게 본인이 원하는 분야에서 과감하게 대학원에 도전하라고 추천하고 싶습니다.

미래에 대한 불확실성은 젊은 시절의 가장 큰 고민이자 동기부여가 되는 양날의 검과 같습니다. 고민이 너무 커지면 여유가 없어지고 자신의 미래에 대한 긴 호흡의 도전이 어려워지지요. 많은 학생들이 취업이라는 현실적인 문제로 고민이 많겠지만 대학원 과정을 통해서 불확실한 미래에 대한 자신감을 키울 수 있고 함께 고민할 수 있는 동료를 얻게 되는 장점이 있습니다.

학부 과정과 다른 대학원 과정의 특징은 학부 과정에서는 풀어야 하는 문제가 주어지는 경우가 대부분이지만 대학원에서는 학생들 스스로가 문제를 찾고 남들과 다른 진보한 해결책을 모색해야 한다는 거예요. 그 과정이 매우 어렵고 난해하게 느껴지겠지만 대학원 과정을 통해서 충분히 학습을 하고 체득하게 됩니다.

우리 연구실에 입학하는 학생들에게 해주고 싶은 조언은, 연구의 과정에서는 실패도 성장의 밑거름이 되기 때문에 끈기 있고 겸손한 자세를 유지하는 것이 가장 중요하다고 이야기해 주고 싶습니다. 우리 학생들이라면 끈기 있게 도전하면 거의 대부분 높은 수준에 도달할 수 있다고 확신합니다.

Q8) 마지막 질문입니다. 교수님께서는 올해의 어떤 목표가 있으신가요?

올해가 이제 며칠 안 남았네요. 연구실에서 하는 여러 연구과제의 결과보고서를 작성하고 있어요. 한 해 동안 연구실 구성원들이 모두 열심히 했기 때문에 보고서 작성이 원활하게 진행되고 있습니다. 보고서 마무리를 잘하고 행복한 연말을 보냈으면 좋겠습니다. 모두들 새해 복 많이 받으세요.

연구하고 있는 대학원생의 모습입니다.

파워 팩토리라는 시뮬레이션 프로그램입니다.

 연구실 분위기가 화목하고 좋았습니다.

지금까지 정일엽 교수님의 <스마트그리드 연구실> 탐방을 진행했습니다. 이번 기사를 통해 전력시스템/스마트그리드에 대한 이해 및 관심 더 나아가 대학원 진학에 대해 고려해보는 계기가 되었으면 좋겠습니다.

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애플기자단 7기 백지원 albertliebedich0314@naver.com