풍력 발전의 메카로써 전문 인재 양성에 매진.

제주대 대학원 풍력공학부 김범석 교수

최근 제주롯데시티호텔에서 열린 2016년 한국 신재생에너지학회 춘계학술대회에서 제주대 풍력공학부 김범석 교수팀이 ‘CFD을 이용한 5kW급 덕트형 조류발전 터빈 설계 및 성능해석’이라는 논문으로 우수 논문발표상을 수상하며 국내 신재생 에너지 분야의 발전을 이끌어 가고 있어 주목을 받고 있다. 이 번 논문은 BEM(Blade Element Momentum)기법을 이용하여 조류발전 블레이드를 최적 설계한 후 덕트와 결합된 블레이드에 대한 CFD(Computational Fluid Dynamics) 해석을 수행하여 덕트형 조류발전 터빈의 최적설계 및 성능해석 방법론을 제시했다는 평가를 받았다. “풍력은 신재생 에너지 산업의 미래입니다. 앞으로 국내 풍력산업의 발전과 핵심인재 양성을 위해 노력해 나갈 것입니다.” 국내 유일의 풍력발전 전문 인력양성을 위한 교육기관인 제주대 풍력공학부 대학원에서 학생들과 열정을 다하고 있는 김범석 교수에게 학과에 대한 소개, 신재생 에너지중 풍력분야에 대한 이야기, 그리고 향후 계획에 대한 이야기를 함께 나눠봤다. 

풍력분야, 미래 신재생 에너지 이끌어 갈 것 
삼다도라고 불리는 제주는 천혜의 자연환경 중 풍력에 대한 탁월한 입지 조건을 갖추고 있다. 이러한 환경적 강점을 바탕으로 국내 풍력발전의 메카로 떠오른 제주도는 행원풍력발전단지 본격 가동에 이어 한국남부발전을 비롯 다수의 풍력발전단지 건설을 통해 국내 풍력산업의 견인차 역할을 담당하고 있다. “제주는 섬이라는 지리적 특수성으로 자체 화력발전만으로는 부족합니다. 따라서 에너지 공급원의 다변화와 기후·환경문제에 대한 능동적인 대처를 위해 Carbon Free Island 2030 비전을 수립하고 체계적인 육·해상 풍력에너지 개발에 박차를 가하고 있습니다.” 그렇다면 국내 풍력발전 기술은 어디까지 왔을까? 김 교수는 화석연료를 사용하는 화력발전과 경쟁할 수 있는 수준에 올라섰다고 설명한다. 향후 전세계 전력 수요의 15%에 육박할 만큼 높은 수요를 보일 것으로 예상되고 있습니다. 에너지 효율적 측면에서도 최대치 수준에 근접하는 한편 기술적인 부분에서 상당한 수준이라고 귀뜸했다. “하지만 국내 제조사들이 내수시장의 보호 없이 중국의 가격경쟁력과 유럽의 기술경쟁력을 극복하고 시장에 진입하기가 수월치 않는 숙제를 가지고 있습니다. 또한 정부에서도 그동안 대규모 정부 R&D 지원 및 민간투자를 통해 다수의 대형 풍력터빈들이 개발되어 왔으나, 사실상 없다시피 한 내수시장의 한계로 인해 상용화 및 세계시장 진출에 많은 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 난제들을 극복해 나가며 풍력발전산업의 경쟁력을 갖춰나가도록 모두가 힘을 모아야 할 것입니다.”

신재생에너지 분야 노벨상인 ‘The Eni Award 2016’ 후보자로 선정
김 교수는 현재 국내 유일 풍력발전 전문 인력양성 기관인 제주대 대학원 풍력공학부에서 신재생에너지 엔지니어링 연구실을 운영하고 있으며, 석사 4명, 박사 3명 등 총 7명의 대학원생들과 함께 풍력터빈 및 조류터빈 설계 엔지니어링, 통합하중해석, CFD, 하중 및 출력성능측정, 부유식 풍력터빈 분야의 연구를 수행하고 있다. 
특히 2003년부터 지금까지 약 100편의 국내외 학술발표 뿐 아니라 Energy, Renewable Energy 등의 세계적인 저널지를 포함하여 국내외 적으로 약 30여편 이상의 논문을 출판하하는 한편 “다수풍력발전기 후류간섭을 고려한 난류 유동장 해석, KIMST”, “에너지자립형교량을 위한 부유식 교량형 조류발전 기술개발, KETEP”, “풍력터빈 블레이드 표면상태 영상진단 및 클리닝시스템 개발, KETEP”, “탄소나노코팅을 이용한 풍력발전기 블레이드 전연부 MRO 시스템 개발, KIAT” 등의 풍력 및 해양에너지 분야 등 국가 프로젝트를 수행하고 있다. 이러한 성과와 더불어 2015년 11월에는 Eni Award Scientific Committee의 추천에 의해 신재생에너지분야의 노벨상이라 불리우는 세계적인 학술상인 “The Eni Award 2016” 신재생에너지분야 수상 후보자로 선정되어 오는 상반기에 발표되는 결과를 기다리고 있으며 그동안 (사)한국풍력에너지학회(’09.10), (사)한국유체기계학회(’15.12), (사)한국신재생에너지학회(’05.11, ’16.05), (사)대한기계학회(’05.11)우수 논문상 수상과 (사)한국마린엔지니어링학회로부터 ‘젊은 연구자상’, (사)한국선급으로부터 ‘우수 선급인상’을 수상한 바 있다. 김범석 교수는 한국해양대학교 대학원 기계공학과에서 풍력터빈 블레이드 설계를 주제로 박사학위를 취득후 ㈜ANFLUX에서 전산유체역학 소프트웨어 엔지니어, (사)한국선급에서는 풍력터빈 연구개발 및 인증분야 책임연구원으로 근무하였으며, 지난 2014년 8월부터 제주대학교 대학원 풍력공학부 전임교수로서 풍력발전시스템 설계, 엔지니어링 및 유지보수와 관련한 전공과목을 강의하며 국제전기표준회의(IEC, International Electronical Committee) 풍력(TC88) 및 해양에너지(TC114) 분야의 전문가 위원으로 활발한 활동을 수행하고 있다. 

이론과 실무를 겸비, 풍력 분야 발전을 위해 노력해 나갈 것
공학적 사고를 통한 문제해결 능력을 배양함과 동시에 결과물에 대한 책임의 중요성을 강조하며 의사소통 그리고 협업의 중요성을 이해하는 전문적인 지식과 실무를 겸비한 엔지니어의 배출을 위해 노력하고 있는 김범석 교수는 10년 이상 관련 산업체의 연구원 경력을 통한 실무적 경험에 근거한 이론적 교육을 실시하고 있으며, 제주대학교 풍력공학부를 세계적인 수준의 풍력특성화 대학원으로 발전시키기 위해 노력하고 있다. 제주대학교 풍력공학부는 우수한 교수진과 학생들의 노력, 지자체의 전폭적인 지원을 통해 다수의 뛰어난 연구성과를 거두고 있으며 TU-Delft(네덜란드), DTU(덴마크), ECN(네덜란드), Alborg Univ.(덴마크) 등 세계적인 수준의 풍력에너지 연구소 및 대학들과의 MOU 체결을 통해 활발한 국제교류 및 연구역량 강화에도 노력해 오고 있다. “지난 2년동안 지도 대학원생들과 함께 머리를 맞대며 함께 고민하고 노력해온 시간들은 엔지니어로써의 삶과는 다른 보람을 느끼게 되었습니다.” 학생들에게 꿈을 꾸는 것도 좋지만 그전에 큰 목표를 세우고, 그 아래 세부적인 계획을 수립하고 실천해 나가길 당부하는 김 교수는 인생도 역시 계획하고 후회없이 최선을 다한다면 분명 기회가 올 것이며 좋은 방향으로 발전해 나갈 수 있을 것이라고 조언해 주었다. “이제 공학을 전공하는 학생들에게는 대학원은 선택이 아니라 필수인 시대에 살고 있다고 생각합니다. 대학원 교육은 새로운 주제가 던져 졌을 때 스스로 기획하고 실행하며 완료 할 수 있는 능력을 기르는 것이라 생각합니다. 하나의 프로젝트에서 특정 단계만을 반복하는 엔지니어 보다는 협업을 통해 전체 프로젝트를 관리하고 결과에 대한 책임을 질 수 있는 엔지니어가 될 수 있도록 지도하고 있습니다.” 지도하는 학생들이 성장하여 사회에서 각자의 역할을 다하는 모습을 지켜보고 싶다고 말하는 그는 언젠가는 풍력 선진국의 학생들이 제주대학교 대학원 풍력공학부로 유학을 오게 할 수 있도록 보다 노력해 나가겠다는 포부를 피력했다. 김범석 교수는 IEC TC88 PT61400-5(전문위원-풍력), IEC TC114(전문위원-해양), IEC TC88 MT22(전문위원-풍력), 다수의 국가연구개발과제 평가위원, (사)한국유체기계학회 편집이사, (사)한국마린엔지니어링학회 국제이사, (사)한국신재생에너지학회 이사 등 활발한 학술단체 활동을 해오고 있다.