자석 동력, 선박 추진 효율 높인다…KERI, 전기추진기 개발

한국전기연구원(KERI) 전동력연구센터가 자석의 힘을 이용해 동력을 전달하는 ‘비접촉 마그네틱 기어’를 활용, 50kW급 상반회전 프로펠러 전기추진기를 개발했다. 상용화 시 수상택시와 같은 해상 모빌리티 분야에 혁신을 불러올 기술로 주목된다.

KERI 홍도관 박사팀은 기존 기계식 기어 방식의 한계를 극복하기 위해 자석의 N극·S극 간 반발력과 인력을 활용한 마그네틱 기어 방식의 상반회전 프로펠러를 세계 최초로 구현했다. 이 방식은 기계적 접촉이 없어 마찰과 소음을 줄이고 유지보수가 필요 없는 점이 특징이다.

연구팀은 2022년 3kW 및 10kW급 시스템을 개발한 데 이어, 소형 무인선박에 탑재해 자율 운항 실증까지 마쳤다. 해당 선박에는 KERI 천종민 박사팀의 자율운항 제어시스템도 적용돼 자동 항로 추종과 장애물 회피 기능도 검증됐다.

최근에는 최대 65kW(87.8마력)의 순간 출력을 내는 50kW급 시스템도 개발됐다. 이 출력은 최대 8m급 하이드로포일 전기선박을 운항할 수 있는 수준으로, 관광·교통 분야에서 수상택시 등 소형 선박에 적용될 가능성이 높다.

KERI는 향후 100kW 이상 출력 확보와 함께, 3기 장착 시 수십 명을 수송할 수 있는 ‘직류배전 전기선박 시스템’ 구현을 목표로 하고 있다.

홍 박사는 “멀티피직스 해석과 핵심 부품 설계를 통해 시행착오를 줄였다”며 “높은 추진 효율, 저소음·저진동, 반영구적 수명 등 장점을 바탕으로 해상 모빌리티의 패러다임을 바꾸겠다”고 밝혔다.

현재 관련 특허 출원과 논문 발표를 마친 KERI는 해당 기술을 선박 외에도 국방, 항공, 자동차, 자동화 산업 전반에 적용 가능한 핵심 기술로 보고 있으며, 기술이전을 통한 사업화도 추진 중이다.