에너지 변환 및 신재생 에너지 특허기술동향(핵심특허를 통해 살펴본)

2020년 앞둔 지금은 모든 것이 스마트(Smart)하게 진화되고 있다.

단순히 통화만 하던 전화기가 인터넷, 컴퓨터, TV, MP3, 카메라, 도서관, 영화관, 게임기, 사전, 계산기 등이 가능한 스마트 폰(Smart Phone)으로 진화되었다. 또한, IT기업인 구글(Google)社 및 애플사(Apple)社는 자동차가 단순하게 운송 및 수송의 개념을 넘어서 자가운전(Self-Driving) 및 지능적 자동차 사고대응 시스템을 포함한 자율주행과 함께 모든 사무처리가 가능한 스마트 오피스(Smart Office)로 진화시키고 있다.



따라서 전력(Power)도 단순하게 발전소에서 소비자에게 일방적으로 공급하는 시스템을 벗어나 자원의 효율적 활용과 배분, 신재생 에너지의 활용 등으로 에너지를 효율화시키는 스마트그리드(Smart Grid)로 발전 및 진화하는 시대이다.

스마트그리드는 기존의 전력망에 ICT(정보통신) 기술을 적용하여 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하는 새로운 에너지 관리 시스템을 의미한다. 스마트그리드 기술의 중심에는 에너지 변환 및 신재생 에너지 기술이 바탕이 되어 ICT의 창조적인 결합을 통해 다양한 부가가치를 지닌 새로운 사업을 파생시키는 특징이 있`전 및 태양광발전을 중심으로 하는 신재생 에너지가 가장 핵심이 되고 있다.

스마트그리드 산업의 성장과 함께 ICT 기술은 에너지 변환 및 신재생 에너지 분야의 각 요소기술에 창조성을 부여하고, 동시에 다양한 핵심특허의 창출에 기반이 되며, 전력 수요 급증, 에너지 가격 상승, 지구 온난화로 인한 기후변화 및 국내 산업 발전에 원동력으로 관심이 증대되고 있다.



이에 본 책자는 저자가 2014년~2015년 한국전기기술인 협회지(Electric Engineers Magazine)에'스마트그리드 분야 특허를 통해 살펴본 기술동향 시리즈'로 기고한 기고문 및 관련된 기술 자료를 추가로 정리하여서 저술하였다. 특히 스마트그리드의 요소기술인 에너지 변환 및 신재생 에너지 기술, 특히 세부적으로 Power Device(전력용 반도체), Multilevel Inverter(멀티레벨 인버터), Wireless Power(무선전력전송), Active Power Filter(능동전력필터), Standby Power(대기전력저감), Matrix Converter(매트릭스 컨버터), HVDC(High Voltage Direct Current:

특고압 직류송전)와 BTB(Back to Back) 컨버터, 풍력발전, 태양광발전, Energy Storage System(에너지 저장)의 총 10가지 요소 기술로 세분화하며, 각 분야를 선도하는 국내?외 주요기업의 핵심특허를 중심으로 특허기술동향을 정리하였다.



최근 다국적 기업은 자사가 보유한 핵심특허를 바탕으로 시장의 선점 및 주도권 유지를 위한 특허분쟁을 전략적으로 활용하기에 우리 기업은 관련 사업진출에 앞서 주요기업의 특허분석을 통한 기술개발과 동시에 특허 분쟁예방의 노력이 절실한 시대를 맞이하고 있다. 따라서 에너지 변환 및 신재생 에너지의 각 요소 기술별로 정리된 본 책자는 주요기업의 특허현황, 분쟁예방 및 핵심특허에 대한 회피설계와 동시에 기술개발에 많은 도움이 될 것을 기대한다.



출판사 서평



스마트 그리드(Smart Grid)의 핵심기술인

에너지 변환과 신재생 에너지 분야의 최신 특허기술동향을 소개한다.



우리가 살아가는 지금 이 순간 에너지라는 것은 가장 중요한 자원이며, 모든 나라, 기업 및 대학 등에서는 에너지에 대하여 경쟁적인 연구가 진행되고 있다. 또한 전기(電氣) 에너지는 에너지의 변환에 중심이 되고 있으며, 이에 대한 최신 기술은 특허(特許)라는 법률에 의해서 보호되고 있는 현실이다. 최근 삼성전자 vs 애플 특허소송에서도 알 수 있는 것처럼, 특허(特許)라는 것은 한 기업의 운명만이 아니라 국가의 운명까지도 결정할 수 있기에 특허(特許)의 중요성은 더욱 강화되고 있는 기술전쟁의 시대를 살아가고 있는 현실이다.

이 책에서는 10가지 에너지 분야 및 신재생 에너지의 핵심적인 특허기술을 소개하고 있다.

* 10가지 분야 : Power Device(전력용 반도체), Multilevel Inverter(멀티레벨 인버터), Wireless Power(무선전력전송), Active Power Filter(능동전력필터), Standby Power(대기전력저감), Matrix Converter(매트릭스 컨버터), HVDC(High Voltage Direct Current: 특고압 직류송전)와 BTB(Back to Back) 컨버터, 풍력발전, 태양광발전, ESS(Energy Storage System: 에너지 저장 시스템)



위의 10가지 분야는 크게 전력용 반도체, 전력변환 장치. 신재생 에너지, 전력저장 분야이며, 이 책은 각 분야에서 세계 최조의 특허문헌, 기술개발 현황 및 가장 핵심이 되는 특허 및 특허분쟁에 대하여 살펴봄을 통하여 에너지 분야를 리드(Lead)하고 있는 주요 기업의 핵심기술에 대해서 손쉽게 파악할 수 있는 방법을 제공하고 있다.

앞으로의 시대는 기술을 리드하는 기업 및 국가가 특허(特許)라는 보호장벽을 바탕으로 시장에서 우위를 더욱 강화시키는 시대가 될 것이다. 이제 우리나라의 기업, 대학 및 연구소가 더욱 적극적으로 에너지 분야의 특허 출원을 진행하고, 특허분쟁을 예방하기 위하여 반드시 검토해야할 특허문헌에 대하여 소개하고 있다.

1장 Power Device 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 Power Device의 정의 및 역사

2.2 Power Device의 분류

2.3 Power Device의 발전동향

2.4 Power Device의 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



2장 Multilevel Inverter 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 2레벨에서 멀티레벨 인버터로 발전동향

2.2 멀티레벨 인버터 회로 및 제어

2.3 멀티레벨 인버터 분야 국내?외 주요기업의 제품 및 개발현황

2.4 멀티레벨 인버터 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



3장 Wireless Power 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 니콜라 테스라로 시작된 무선전력 기술의 시초(始初)적 연구

2.2 자기유도(Self Induction)

2.3 공진결합(Resonance Coupling)

2.4 전자기파(Electromagnetic Wave)

2.5 Wireless Power 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



4장 APF(Active Power Filter) 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 역률의 기본 개념

2.2 전원 장치에서 역률이 나빠지는 원인

2.3 IEC 61000-3-2 국제적인 고조파 규제

2.4 APF(Active Power Filter) 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



5장 Standby Power 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 대기전력(Standby Power) 절감을 위한 국?내외 추진정책

2.2 대기전력 저감을 위한 주요기술 및 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



6장 Matrix Converter 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 사이클로 컨버터(Cyclo Converter)

2.2 Matrix Converter의 주요기술 및 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



7장 HVDC와 BTB 컨버터 분야의 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 국?내외 HVDC와 BTB 컨버터의 적용사례와 추진계획

2.2 멀티레벨 인버터 기반의 HVDC와 BTB 컨버터 특허기술 동향

3. 결론

4. 참고문헌



8장 풍력발전 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 신재생에너지의 정의 및 전기에너지와 관련성

2.2 국?내외 풍력발전 현황

2.3 풍력발전의 특허기술동향

3. 결론

4. 참고문헌



9장 태양광발전 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 태양광 발전 원리 및 생산 공정

2.2 태양전지의 종류 및 특징

2.3 국내?외 태양광 산업 현황

2.4 국내?외 태양광 정책 동향

2.5 태양광발전 특허기술동향

3. 결론

4. 참고문헌



10장 ESS(Energy Storage System) 기술동향

1. 서론

2. 본론

2.1 전지의 구성요소와 종류

2.2 리튬-이온 전지분야의 산업동향

2.3 리튬-이온 전지의 기술동향

2.4 리튬-이온 전지의 특허분쟁 및 특허기술동향

3. 결론

4. 참고문헌

배진용 저자 배진용은

동국대학교 전기공학과 졸업

동국대학원 전기공학과 졸업(공학박사)

충남대학교 특허법무대학원 졸업(법학석사)

특허청 전기, 전력기술, 반도체심사과 특허심사관(사무관)

현재: 전기회로, 전력변환 및 전기기계 전문 로펌『창성(昌盛)특허』

대표변리사