| 초록 |
본 논문에서는 미국 항공우주국(National Advisory Committee for Aeronautics, NASA)에서 사용하는 우주공간 태양광 발전소(solar power satellite, SPS)의 전원 공급 및 분배와 연관된 기술적인 체계에 대한 조사 및 연구를 기반으로, 우주공간 태양광 발전소 플랫폼의 설비 및 유효 하중(payload, 페이로드) 설비 등 2가지 상이한 전원 공급 방식의 특성 요구사항을 충족하기 위하여, 고전압 및 저전압 혼합(hybrid, 하이브리드) 전력 공급 기술을 이용하여 우주공간 태양광 발전소의 전력 공급 시스템을 설계하는 방법을 제시하였다. 이러한 설계 방법은 태양광 발전소의 전기 에너지를 높은 효율성으로 지구에 전송해야 하는 요구사항을 충족하면서 우주비행체 플랫폼 자체가 안정적으로 작동하는 것을 보장할 수가 있다. 고전압 및 저전압 혼합 전력 공급 기술의 원리 및 시스템의 구성 요소를 소개하였다. 현재 궤도상 위성에서 사용되고 있는 6개 수량급(orders of magnitude)보다 높은 초고전압의 요구사항을 고려하여, 고전압 전기 케이블 및 고전압 계전기에 대한 연구 및 제작의 타당성을 분석하고, 고전압 전기 케이블에 대한 핵심적인 연구 방향을 확정하였다. 즉, 소재 및 구조에 대한 최적화를 통하여 경량화, 방열 기능의 향상 및 굽힘 반경을 줄일 수 있다. 고전압 계전기에 대한 연구 방향은 고전압 혼합 계전기(electromagnetic power controller, EMPC)를 연구 및 제작하는 과정에서 우주 비행 임무에 적합한 고전압 고체 상태(solid-state, 솔리드스테이트) 전력 장치를 연구 및 개발하는 것이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 우주공간 플라스마의 수동적 및 능동적 보호 기술에 대한 연구, 분석 및 비교를 통하여 얻은 결과, 능동적인 보호 기술이 우주공간 태양광 발전소의 초고전압 시스템에 더욱 적합하였다. 본 논문에서 제시한 설계 방법은 중국에서 초고전력의 우주공간 태양광 발전소를 구축하기 위한 참조적인 기술적 자료로 활용할 수가 있다. |
