전기차 말고 전기선박?🚢 전기추진 선박 시대를 앞당길 기술!
전기 추진 선박은 배터리나 발전기에서 공급된 전력으로 모터를 구동하여 프로펠러를 회전시키는 친환경 해양 모빌리티입니다. 과거에는 주로 잠수함과 같은 특수 함정 분야에서 활용되었으나, 최근 전 세계적인 탄소 배출 저감 정책에 힘입어 민간 선박 분야에서도 그 중요성이 급격히 커지고 있습니다. 한국전기연구원(KERI)은 이러한 시대적 요구에 부응하여 전기 추진 선박의 핵심인 추진기 기술과 안전한 운항을 책임지는 자율운항 제어 시스템 기술 연구에 박차를 가하고 있습니다. 선박의 추진 효율을 극대화하기 위한 방안으로 상반회전 프로펠러 기술이 주목받고 있습니다. 이는 동일한 축에 두 개의 프로펠러를 배치하여 서로 반대 방향으로 회전하게 함으로써, 앞쪽 프로펠러에서 발생하는 회전 유동 에너지를 뒤쪽 프로펠러가 회수하여 추력을 높이는 원리입니다. 단일 프로펠러 방식에서 버려지던 약 30%의 에너지를 재활용할 수 있어 에너지 효율이 매우 높지만, 이를 구현하기 위한 기존의 기계식 기어는 마찰로 인한 소음과 진동, 그리고 잦은 유지보수라는 치명적인 약점을 가지고 있었습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 한국전기연구원 연구팀은 자석의 밀고 당기는 힘을 이용해 동력을 전달하는 비접촉 마그네틱 기어 방식을 세계 최초로 시도했습니다. 이 기술은 기계적 접촉이 없기 때문에 소음과 진동이 거의 발생하지 않으며, 부품의 마모가 없어 반영구적인 수명을 자랑합니다. 또한 기존 방식 대비 추진 효율을 10% 이상 향상시킬 수 있어 경제성 면에서도 탁월합니다. 연구팀은 현재 50kW급 개발을 완료하였으며, 향후 100kW급 이상의 대용량 시스템을 통해 대형 선박까지 적용 범위를 넓힐 계획입니다. 효율적인 추진기만큼 중요한 것이 선박을 안전하게 제어하는 자율운항 기술입니다. KERI에서 개발 중인 자율운항 제어 시스템은 사람이 없어도 정해진 경로를 정확히 추종하며, 센서를 통해 실시간으로 장애물을 감지하고 회피하는 지능형 기술을 탑재하고 있습니다. 특히 전기 추진 선박의 특성에 최적화된 전력 관리 시스템(EMS)을 연계하여 에너지 효율을 극대화하는 스마트 운항을 지향합니다. 이는 단순히 배를 움직이는 것을 넘어, 고장 진단 기술을 통해 돌발 상황에서도 운항을 지속할 수 있는 높은 신뢰성을 제공합니다. 자율운항 기술이 상용화되면 선원이 상주하던 공간을 화물 적재로 전환하여 운송 효율을 높일 수 있고, 최적의 정속 주행을 통해 연료 절감 효과까지 거둘 수 있습니다. 또한 연근해에서 인력이 부족했던 해양 조사나 불법 어로 감시 등의 임무를 무인으로 수행할 수 있어 사회적 부가가치가 매우 큽니다. 한국전기연구원은 소형 무인선 실증 성공을 발판 삼아 중소형 선박은 물론 미래형 전기 추진 비행체까지 기술 적용을 확대할 예정입니다. 바다 위 친환경 혁신은 이제 먼 미래가 아닌 현실로 다가오고 있습니다.
