고속도로에서 달릴 수 있도록 전기자동차 충전인프라 구축

환경부가 전기자동차 보급 활성화를 위해 세종, 춘천, 당진 등 주요도시를 연결하는 고속도로 휴게소 6곳에 공공 충전인프라를 구축해 전기자동차가 서울에서 이들 도시를 고속도로로 운행할 수 있게 되었다. 

전기자동차 공공 충전기의 설치가 그간 도심지 중심에서 6곳의 고속도로 휴게소까지 확대됨에 따라 장거리 운행이 가능해졌다. 또한, 지난해까지는 단일 충전방식의 충전기를 설치하여 왔으나, 올해는 듀얼형 충전기를 설치하여 전기차의 충전호환 문제를 해결하게 됐다.

전기충전기, 다중이용시설 중심으로 설치

환경부는 그동안 전기자동차 보급 초기 운전자들의 충전 불안 해소를 위해 전기자동차 선도도시 등 시내를 중심으로 충전기를 확충해왔다. 충전기 주요 설치지점은 전기자동차 1회 충전 주행거리, 전기차 보급대수, 접근성 등을 고려해 공공기관, 공영주차장, 대형마트 등 다중이용시설을 중심으로 선정됐다. 

공공급속 충전기 확충은 지난해까지 118기에 이어 현재까지 59기가 설치되어 총 177기의 급속충전기가 있으며 올해 말까지 약 50기가 주요지점에 추가로 설치될 예정이다. 또한 올해 하반기부터 설치되는 공공급속 충전기는 복합 멀티형으로 현재 국내 출시되는 모든 전기자동차의 충전이 가능할 전망이다. 

충전인프라 확충으로 전기자동차 운행거리 제한 문제 해결!

환경부는 앞으로 공공급속 충전인프라를 매년 점진적으로 확충하여 2017년까지 약 600기를 설치함으로써 전기자동차의 운행거리 제한 문제를 해결해 나갈 계획이다.

박연재 환경부 교통환경과 과장은 “고속도로 휴게소에 공공급속충전기 설치는 도로공사와 협업을 통해 단계적으로 확충하여 2015년에는 서울에서 부산까지 전기자동차 운행이 가능하도록 할 예정”이라고 말했다. 또한 그는 “전기자동차 장거리 운행은 사전에 관련 인터넷 정보를 통하여 공공급속충전시설 위치, 충전가능 여부 등을 확인하고 주행해야 한다”고 덧붙였다.

환경부  www.me.go.kr

■ 운전율(運轉率, Operating Factor)

발전기 또는 어떤 기기가 일정기간 동안 운전될 때 전체 시간에 대한 실제 운전된 시간의 비를 말한다. 

■ 원심분리기(遠心分離機, Centrifuge)

중력 대신에 원심력을 이용해 분리하기 힘든 액체와 고체 또는 비중이 다른 액체를 분리시키는 장치를 말한다. 

■ 원자로(原子爐, Reactor)

우라늄, 플루토늄 등의 핵분열 물질을 연료로 해 핵분열의 연쇄 반응을 제어하면서 에너지를 만들어 내는 장치를 말한다. 원자로는 화력발전의 보일러와 똑같은 역할을 수행하는 우라늄 전용 보일러라고 할 수 있다. 

■ 원자 분극

전계의 작용에 의해 전극의 표면에 여분의 전하를 유도하는 현상

■ 원자 에너지

양자, 중성자의 결합 상태의 변화에 따라 방출되는 핵분열 에너지와 핵융합 에너지

■ 원자각

전자는 원자핵의 주위를 고속으로 회전하고 있다. 이 전자를 핵외 전자라고 하며, 이 궤도를 각이라 한다.

■ 원자력발전(原子力發電, Nuclear Power Generation)

반응을 일으켜 발생된 열을 이용해 고온고압의 증기를 발생시켜 터빈을 돌려 전력을 생산하는 발전방식을 말한다. 핵분열 반응에서 발생되는 에너지를 이용하는 발전방식으로 화력발전소의 보일러 부분이 원자로 계통으로 치환된 것이다. 경수로에서는 연료로 저농축 우라늄을 쓰고, 감속재 겸 냉각재로는 경수가 사용된다. 중수로에서는 연료로 천연우라늄이 사용되고, 감속재로는 중수를 쓴다. 

■ 원심송풍기(遠心送風機, Centrifugal Blower)

날개차의 회전에 의한 원심력을 이용해 기체를 압송하는 송풍기를 말한다. 압력비 1.1 미만의 원심 팬 및 압력비 1.1 이상, 2.0 미만의 블로워(Blower)를 총칭한다. 

■ 위상

전기적 또는 기계적인 회전에서 어떤 임의의 기점에 대한 상대적인 위치

■ 위상 반전회로

하나의 입력 신호로 입력 신호에 대해 동상과 역상의 출력 신호를 동시에 발생하는 회로

■ 위상 변별기

어떤 위상을 기준으로 해 다른 위상의 변화량을 검출하는 회로로써, 위상 검파기라고도 한다.

■ 위상 변조

신호파의 순시값에 따라 반송파의 위상을 바꾸는 방식의 변조

■ 위상 복조

위상 변조를 받은 파에서 신호를 추출하는 것을 말한다. 

■ 위상(位相, Phase)/위상각(位相角, Phase Angle)

전기적 또는 기계적 파형이 임의의 기점에서 갖는 상대적 위치를 말한다. 교류전기에서 나타나는 전압과 전류의 크기와 방향은 물결 모양의 파형(波形)을 이루고 있는데 위상(위상각)은 어느 시점에 있어서의 파형의 위치이다.

■ 위상속도 

파동에서 일정 위상 상태의 파면의 진행 속도

■ 위상차 (位相差, Phase Difference)

동일 주파수상에서 2개 지점간의 전압 상호간 위상각에 따른 차 또는 동일 지점에서의 전압과 전류의 위상각에 따른 차(差)를 말한다. 

■ 유극성 분자

분자 내 양전하의 평균 중심과 음전하의 평균 중심이 일치하지 않고 영구 전기 쌍극자 모멘트를 가진 분자

■ 유동층연소(流動層燃燒, Fluidized BED Combustion)

석탄과 유동물질을 보일러 내에 충진시킨 후, 이를 유동화시켜 연소하는 방식을 말한다. 석탄과 유동물질을 보일러 내에 충진시키고, 하부에서 상부로 유체(공기, 가스 등)를 통과시켜 유속을 점차 증가시키면 가스의 압력과 고체 입자의 중량이 서로 평행을 이루는 점 이상에서 유동화(Fluidization)가 시작된다. 유속이 더욱 증가하여 유동화상태가 되면, 고체입자와 유체가 거의 완전하게 혼합되어 단일유체와 비슷한 특성을 갖게 된다. 

플레밍의 오른손법칙도 있다

코일을 관통하는 자력선이 변화하면 유도기전력이 발생해서 유도전류가 흐른다.

자계 H속에 놓인 U자형 도선 위에 길이 ℓ의 도체 막대를 양끝을 접속시키고 자계의 방향에 직각으로 속도 v로 움직인다고 가정할 경우, 하나의 폐회로(閉回路)로 되어있는 PQRS에 도선이 진행하면 폐회로 내부의 자력선 수가 변화하므로 패러데이의 전자유도 법칙에 의해 폐회로는 유도기전력이 발생한다.

유도기전력의 크기는 이 폐회로를 관통하는 자력선의 변화 속도에 비례하게 된다. 따라서 회로에 발생하는 유도기전력의 크기 V는 자계의 세기 H, 도선의 길이 ℓ, 도선의 속도 v에 비례하게 된다. 즉, VαHℓv(α는 비례표시 기호)로 표시된다.

이때 유도기전력은 렌쯔의 법칙에서 회로를 관통하는 자력선의 증가를 방해하는 방향 즉 Q→R→S→P의 방향으로 유도전류를 흘리는 것처럼 발생한다. 이 유도전류의 방향을 아는데 편리한 플레밍의 오른손 법칙이라는 것이 있다. 이것은 전자력의 방향을 결정하는 ‘플레밍의 왼손 법칙’과 혼동하기 쉬우므로 각별히 주의해서 기억해 둘 필요가 있다. 이 두 가지는 왼손과 오른손의 차이 뿐이며 각 손가락이 가리키는 것은 같다. 

자계 속을 움직이는 도선에 유도전류가 발생하는 현상을 응용한 것이 ‘발전기’이다.

자계 속에 있는 전기자(회전자) 코일을 화살표 방향으로 회전시키면 코일에 유도전류가 흐른다. 코일면이 연직면(鉛直面)과 평행이 되는 전후에서는 코일에 발생하는 유도 전류의 방향이 반대가 된다. 그래서 직류 모터의 경우처럼 정류자(整流子)를 붙이면, 항상 같은 방향의 전류가 흐르게 되는 것이다. 

발전기·변압기는 이렇게 해서 생겨났다

전류에 의해서 자계가 얻어진다면 반대로 자계에서 전류를 얻을 수도 있지 않을까. 

이런 생각을 바탕으로 끈기 있게 실험을 계속한 사람들이 있는데, 영국의 패러데이, 러시아의 렌쯔, 미국의 헨리 같은 과학자들이 대표적인 인물이다. 

그래서 전자유도(電磁誘導)란 중요한 현상이 이 세 사람에 의해 거의 같은 시기에 각각 독립적으로 발견되었는데, 그 중에서도 1831년에 발표한 패러데이가 가장 빨랐기 때문에 결국은 그의 업적이 되고 말았다.

코일의 양끝에 검류계를 연결하고 자석을 코일에 가까이 했다 멀리 했다 하면 검류계의 바늘이 흔들린다. 즉 전기가 흐르고 있는 것이다. 

전류의 크기는 자석을 움직이는 속도가 빠를수록 크고, 전류의 방향은 가까이 할 때와 멀리 할 때 반대가 되며, 또 N극과 S극에서도 반대가 된다. 이러한 현상은 자석을 그대로 둔 채 코일 쪽을 움직여도 마찬가지이다. 

자석 대신 코일로 대체할 경우, 스위치를 달아 이 코일에 전류를 넣거나 끊거나 하면, 본래의 코일에도 그 순간만 전류가 흐른다. 그 전류의 방향은 다른 코일에서 전류를 넣을 때와 끊을 때에 반대가 된다. 이처럼 자계의 변화에 의해 도체에 기전력(起電力)이 발생하는 현상을 전자유도라고 하며 이 기전력을 유도기전력(誘導起電力), 흐르는 전류를 유도전류라고 한다.

유도기전력의 크기에 관해 패러데이는 ‘유도기전력은 코일을 관통하는 자력선이 변화하는 속도에 비례한다’는 사실을 알아냈다. 이것을 패러데이의 전자유도의 법칙이라고 한다. 언뜻 보기에는 간단한 것 같지만, 매우 중요한 현상을 나타내는 대법칙으로 이 법칙이 근거가 되어 발전기나 변압기도 발명할 수 있었던 것이다.

한편 유도기전력의 방향에 대해서는 렌쯔가 ‘유도기전력은 유도전류가 만드는 자계가 원래의 자계의 변화를  방해하는 방향으로 발생한다’는 법칙을 밝혀냈다. 이것을 렌쯔의 법칙이라고 한다. 이 법칙에 의해서 코일에 흐르는 유도전류의 방향을 알 수 있게 되었던 것이다. 

모터도‘왼손법칙’을 응용한 것 

전자력을 받는 것을 교묘하게 응용한 것이 모터이다.

모터는 회전력(回轉力)을 발생시키는 기계로, 흔히 전동기(電動機)라고 부르기도 한다. 좀 더 학술적으로 설명하자면 전기적 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다. 공장이나 가정에서 널리 쓰이고 모터는 가전제품의 90% 이상에 사용되고 있다.

그런데 사실 이 모터는 발명된 것이 아니라, 기계 조작의 실수로 우연히 발견한 것이다. 1873년 빈에서 세계박람회가 열렸을 때, 여러 대의 발전기가 전시되어 증기기관으로 그 발전기들을 돌려 발전하고 있었다. 그런데 조수 한 사람이 배선을 잘못해서 발전중인 발전기와 정지중인 발전기를 접속했는데, 정지중인 발전기가 갑자기 돌기 시작하면서 힌트를 얻어 모터의 원리를 고안해냈다고 한다.

즉, 모터는 발전기와 같은 구조면 된다는 것을 알게 되었던 것이다.

모터에도 여러 가지 종류가 있지만 여기에서는 가장 기본적인 직류모터를 보면, 고정된 자계 속에 전기자(電機子 - 回轉子라고도 한다)인 코일을 놓고 그 코일에 브러시 즉, 정류자(整流子)를 통해 직류를 흘린다.

전기자 a의 부분에 플레밍의 왼손 법칙을 적용시키면 위 방향으로 힘이 작용한다. 마찬가지의 원리로 전기자 b의 부분에서는 아래쪽으로 힘이 작용하여 전기자는 회전하게 된다.

전기자가 수직으로 되면 전류는 흐르지 않게 되지만 관성 때문에 전기자는 회전을 계속한다. 전기자가 반회전(半回轉)해서 오른쪽 그림의 위치에 오면 전기자 a, b부분이 왼쪽 그림과 반대로 된다. 그러나 정류자에 의해 전류가 반대방향으로 흐르기 때문에 전기자는 같은 힘을 받아 회전을 계속한다.

그런데 실제의 모터에서는 영구자석을 전자석으로 하는 경우가 많고, 전기자는 철심(鐵心)에 코일을 많이 감아서 만들고 있다.

이스라엘, 어서 오세요 마이크로 자동차!

마이크로 전기자동차 도입

이스라엘, 마이크로 전기자동차 도입

이그라엘 교통부 장관은 1,000대의 마이크로 전기자동차 도입을 승인했다. 마이크로 전기자동차는 이미 유럽에서 성공적으로 자리매김하고 있다. 특히, 프랑스에서 인기가 뜨거운 실정이다. 

교통부 장관 카츠는 마이크로 전기자동차 도입으로 전기자동차의 사용을 장려해 환경오염 문제 및 공간 부족 문제의 해결책이 될 것이라 예상했다. 

마이크로 전기자동차는 오토바이만큼 작은 미니자동차로, 교통부장관은 1,000대의 다양한 브랜드의 마이크로 전기자동차를 8월부터 시험적으로 도입했으며, 약 1년간 진행할 계획이다. 또한 2015년 8월 이후 도입결과를 평가하고 추가도입도 논의할 예정이다.

도입 가능 마이크로 전기자동차

도입 가능한 마이크로 전기자동차는 유럽 표준 L7e에 따른 마이크로 전기자동차로 배터리를 제외한 무게 400㎏ 미만의 자동차로 최대 20㎾ 전기엔진 및 시속 약 70Mph의 자동차 수입이 가능하다. 이스라엘에서 마이크로 전기자동차는 시외 및 고속도로에서는 이용이 불가하며 시내용으로만 이용 가능할 예정이다.

마이크로 전기자동차는 이스라엘 자동차 수입업체에 의해 판매될 예정이며, 유럽과는 달리 이스라엘에서 전기자동차를 운행하기 위해서는 운전면허 및 보험이 필수이다. 이스라엘 교통부는 마이크로 전기자동차를 도입하기 위해 수입업체를 모집 중이며, 이스라엘 월간지 보도에 의하면 현재 몇몇 수입업체가 관심을 보이고 있는 것으로 나타났다.

세계의 마이크로 자동차 브랜드 및 이스라엘 도입 가능성

- Aixam 

마이크로 자동차로 유명한 브랜드로 다양한 모델의 자동차를 출시했다. 실제로 마이크로 자동차가 인기인 프랑스에서는 종종 찾아볼 수 있다. 이스라엘에서 도입 가능한 Aixam의 마이크로 전기자동차로는 4인용으로 최대 시속 65Mph, 100㎞ 주행이 가능하다.

- Tazzari

이탈리아 브랜드로 이미 이스라엘에 에이전트가 있어 이스라엘 도입 가능성이 매우 높다. 최대 시속 100Mph, 최대 20㎾ 전기 엔진으로 150~200㎞ 주행이 가능하다.

- Greacv

이탈리아 마이크로 자동차로 디젤구동모델을 전문적으로 출시하는 기업이다. 그러나 전기구동자동차 모델이 없는 관계로 이스라엘에 도입될 가능성은 없다. 

- Ligire

프랑스 브랜드로 과거에 이스라엘에서 도입을 시도했으나 실패로 이어진 바 있다. Aixam처럼 다양한 마이크로 자동차 모델을 보유하고 있어 도입될 가능성이 크다.

- Twizy

르노 출시 모델로 전기구동모델만 취급한다. 최대 시속 80Mph, 17㎾ 전기 엔진으로 100㎞ 주행이 가능하며, 이스라엘에 가장 먼저 도입될 모델일 것으로 예상된다.

시사점

환경오염, 효율성을 높이기 위해 마이크로 전기자동차 도입을 시행할 예정이며, 마이크로 자동차시장에 관심을 기울이고 있다. 관련 기업은 이스라엘 시장 트렌드에 관심을 갖고 진출을 고려해야 한다. 

1년간 진행되는 시범 도입으로 향후 성과가 입증될 경우, 이스라엘 마이크로 전기자동차시장은 확대될 것으로 예상되며, 관련 산업 수요가 확대될 것으로 전망돼 우리 기업의 관심이 필요하다. 

모잠비크, 절전형 전구 사용 증가

전체적인 전력 분야 확대로 비즈니스 기회 증가 

모잠비크, 전력사용자 증가

모잠비크 에너지부에 따르면 국민 중 배전프로젝트의 증가로 집에서 전기를 사용할 수 있는 자가 1,020만 명에 이르고, 아직 전기를 사용하지 못하는 자는 1,500만 명에 달하는 것으로 나타났다. 

전기사용자 중 650만 명은 모잠비크전력공사(EDM)로부터, 나머지 370만 명이 태양열 에너지에 의한 전기를 공급받고 있는 것으로 파악됐다.

이러한 전력보급률(Electrification)은 2004년 7%보다 더 올라간 40%를 육박하며 지속적인 경제성장 및 전력프로젝트의 증가로 판단된다.

천연가스 이용한 전력생산 확대 추구

모잠비크 에너지부는 2020년까지 천연가스로 연간 800㎿ 전력 생산능력을 보유하는 것을 목표로 한다고 발표했다. 이것을 달성하기 위해서는 현재의 천연가스 개발 프로젝트를 착실히 추진하고 화력발전 프로젝트를 완성해서 천연가스를 사용할 인프라와 기술을 확보해야 한다.

이에 따라 모잠비크 정부는 천연가스 화력발전소 다양화를 추구하고 있으며, 이미 천연가스를 생산하는 테마느(Temane) 지역의 천연가스 발전소의 발전능력을 높이는 방안도 계획하고 있다. 

Gigawatt Mocambique, 화력발전소 건설 자금 확보

Eagleston 금융 자문회사는 2015년부터 가동할 천연가스 발전소 건설에 필요한 자금을 구했다고 발표했다. 

남아공 Standard Bank는 모잠비크 내 일부 자금과 Gigajoule Power, Old Mutual Life Assurance Company, WBHO Construction의 출자를 담당하기로 했다. 

프로젝트 비용은 2억 달러이며, 발전소 건설 장소는 남아공과의 접경인 르사누가르시아(Ressano Garcia)이다. 

Gigawatt Mocambique은 모잠비크전력공사(EDM)에 대한 전력공급 계약을 맺었으나 오히려 주요 고객은 산업체를 대상으로 하고 있다. 이는 이들로부터 전기요금을 더 많이 받을 수 있어 장기적으로 수익성이 더 높기 때문이다. 

모잠비크 카오라바사(Cahora Bassa) 산하 변전소 1차 현대화 완료

모잠비크 테트(Tete)도 송구(Songo) 지역의 변전소 1차 보수, 현대화 작업을 노후장비, 트랜스포머 등의 교체에 가장 큰 중점을 두었다. 

카오리바사 산하 변전소 관계자는 “16년에 걸친 모잠비크 내전으로 변전소가 큰 손실을 보았고 1992년 내전이 끝난 후에도 제대로 보수를 하지 않아 장비가 많이 낡았다”며, “이에 따라 큰 비용을 들여 보수함으로써 가동능력을 높일 수 있을 것으로 보인다”고 설명했다.

모잠비크, 절전형 전구 사용 점차 증가

전력사용자가 증가함에 따라 모잠비크에도 절전형 전구의 사용이 조금씩 확대되고 있다. 모잠비크 에너지부장관(Salvador Namburete)은 “앞으로 절전 전구 사용을 늘려서 199㎿ 규모의 절전 목표를 달성함으로써 100㎿ 규모의 발전소를 짓는 효과를 가져 오도록 할 것”이라고 강조했다. 

절전형 전구는 전통형 전구보다 사용전력을 3~5배 줄이는 절약효과가 있어 앞으로 모잠비크 소비자의 사용이 증가할 것으로 판단된다. 또한 사용기간도 길어 기존의 전등보다 6~10배 더 긴 수명을 가지며 비록 가격은 더 비싸긴 하나, 가격 차이에도 사용 비용 절감 및 사용기간 확대의 효과가 크기 때문에 사용을 확대할 필요가 있다는 인식이 모잠비크에도 확산되고 있다. 특히, 발생시키는 열도 작고 화재의 위험도 낮기 때문에 더욱 안전하며 교체 빈도가 낮으므로 환경보호에도 더 적합하다. 

4이에 따라 에너지부 장관은 “시급히 이러한 절전형 전구로 기존의 전등을 교체하는 것을 검토해야 될 때”라고 당부했다. 이는 전기에너지를 생산적이고 효율적으로 사용함으로써 소비자 생활의 질을 높이고 생산성 향상, 고용기회 촉진 등의 효과를 더 크게 해야 된다는 것이다.

모잠비크는 2018년 이후 천연가스 생산을 시작할 경우, 이를 통해 역시 연관 산업 발전을 촉진하고 더욱 효율적인 에너지 사용을 범국민적으로 추진할 것이라는 계획도 세우고 있다. 

또한 남아공과의 인접지역인 르사누가르시아에 전기 생산단지를 세워 전국적인 에너지 공급의 안전을 기할 계획이다. 이 계획은 앞으로 5년 후에는 450㎿ 규모의 에너지 생산시설을 만들어 전기를 모잠비크 내에 공급한다는 것이며 2015년 8월에는 175㎿의 공급이 가능할 것으로 예상된다. 

전기공사업법령 관련 질의회신 사례

[질의] 

건물의 리모델링 공사에 있어 분전반 설치 주체는.

[회시]

귀 질의 내용은 분전반의 설치 자격 또는 용량 증설이 필요한 경우 비용 부담의 주체와 관련한 사항으로 이해됩니다.

건축물의 분전반의 설치는 전기공사업법 시행령 별표1에서 명시하고 있는 전원공급설비로 전기공사에 해당하는 바, 전기공사는 같은 법 제3조에 따라 전기공사업을 등록한 자가 아니면 도급받거나 시공할 수 없으며, 이를 위반하게 되면 같은 법 제42조 제1호에 해당하여 1년 이하의 징역 또는 1천만 원 이하의 벌금에 처하게 됨을 알려드립니다.

다만, 전기공사업자가 전기공사를 하는 경우 추가 공사의 발생 또는 설계변경이나 내용의 불분명으로 인한 공사비용 부담의 주체는 계약과 관련한 사항으로 당사자 간 약정에 따르는 것이 타당할 것으로 보이며, 건축물 리모델링 공사를 제안하여 낙찰 받았다면 제안 내용 및 설계서 등을 검토하여 결정하여야 할 사안으로 판단됩니다.

[질의] 

산업단지 내 가로등공사의 기초 및 배관공사 부분을 토목공사에 넣어서 발주할 수 있는 지 여부.

[회시]

전기공사업법 제2조제1호에 의하면, ‘전기공사’라 함은 전기사업법 제2조제14호에서 규정하고 있는 전기설비, 전력사용장소에서 전력을 이용하기 위한 전기계장설비, 전기에 의한 신호표지 등을 설치·유지·보수하는 공사 및 이에 따른 부대공사라 정의하고 있으며, 가로등의 경우 같은 법 시행령 제2조 및 별표1의 규정에 의한 도로전기설비공사에 해당합니다.

또한, 전기공사는 같은 법 제3조에 따라 전기공사업자가 아니면 이를 도급받거나 시공할 수 없으며 이를 위반하는 경우 같은 법 제42조제1호에서는 1년 이하의 징역 또는 1천만 원이하의 벌금에 처하도록 규정하고 있습니다.

따라서 가로등 공사를 하기 위한 가로등기초와 배관공사는 전기공사에 해당하므로 반드시 전기공사업을 등록한 자가 시공하여야 함을 알려드립니다.

[질의] 

선박 내 전기설비를 설치하는 작업 및 선박건조를 위한 작업에도 전기공사업을 등록한 자가 하여야 하는지.

[회시]

전기공사는 전기공사업법 제3조에 따라 전기공사업자가 아니면 이를 도급받거나 시공할 수 없도록 하고 있다. 

전기공사업법 제2조제1호에서 정의한 바와 같이 전기공사라 함은 전기사업법 제2조제16호에 따른 전기설비(선박·차량 또는 항공기에 설치되는 전기설비는 제외), 전력사용장소에서 전력을 이용하기 위한 전기계장설비 및 전기에 의한 신호표지 등을 설치·유지·보수하는 공사 및 이에 따른 부대공사를 말합니다.

따라서, 선박내에 필요한 전기설비를 설치하는 작업은 전기공사업의 등록을 요구하지 아니하는 것으로 볼 수 있습니다.

다만, 선박내의 전기설비가 아닌 부두 전기시설 등 선박외에서 필요한 전기설비를 설치하거나 유지 또는 관리하는 경우에는 전기공사업법 시행령 제5조에서 규정하고 있는 경미한 전기공사에 해당하지 않는 한 반드시 전기공사업자가 하여야 할 것입니다.

[질의]

세차폐수처리시설 내선전기공사에 수질방지시설업 면허로 시공이 가능한지의 여부.

[회시]

전기공사업법 제2조제1호에서 ‘전기공사’라 함은 전기사업법 제2조제16호의 규정에 의한 전기설비, 전력사용장소에서 전력을 이용하기 위한 전기계장설비, 전기에 의한 신호표지 등을 설치·유지·보수하는 공사 및 이에 따른 부대공사로 대통령령이 정하는 것을 말한다고 정의하고 있습니다.

귀 질의 관련, 폐수처리시설 내선전기공사는 같은 법 시행령 별표1에서 규정하고 있는 전기공사의 종류 중 산업시설물의 전기설비공사에 해당합니다.

따라서, 폐수처리시설 등 환경산업시설물의 전기공사는 같은 법 제3조제1항의 규정에 따라 반드시 전기공사업을 등록한 자가 시공하여야 함을 알려드립니다.

[질의] 

지중송전설비공사에 부대되는 전력구설비공사라 함은 무엇을 의미하는지.

[회시]

전기공사업법 시행령 별표1에서는 지중송전설비공사에 부대되는 전력구설비공사를 전기공사의 종류로 포함하고 있습니다.

질의하신 지중송전설비공사를 위한 전력구는 전력케이블을 포설하기 위하여 지중에 터널을 만든 다음 이 터널의 양 옆에 지지물을 설치 후 케이블 및 부속재를 수용하고 케이블의 접속공간을 겸하는 기능을 하도록 설치하여야 하며, 토공사, 가시설공사, 구조물공사, 방수공사, 접지공사, 기타공사 등으로 이루어집니다.

이와 같은 전력구 공사는 전력계통을 구성하기 위한 특정한 목적으로 건설되며, 계통을 연결하는 지중관로로서의 역할을 담당하고 있으므로 요구되어지는 작업요소 또한 전기적 특성이 토목분야 시공에 적절하게 반영되어야 합니다.

이에 따라 구조물공사 등 일련의 공사가 초기부터 연속적ㆍ유기적으로 이행되어야 하며, 기획ㆍ설계ㆍ시공의 전반적인 부분에 전기분야의 일정자격 및 기술을 갖춘 자가 필요하게 되는 것이므로 전기공사업법 제3조제1항에 따라 전기공사업자가 시공하여야 함을 알려드립니다.

태양전지, 이젠 옷감처럼 짜낸다

2020년 대한민국 아프카니스탄 파견부대. 각종 첨단 전자장비로 무장한 한국군은 넓은 작전반경으로 이동시간이 길거나, 많은 장비 이동이 불가능할 경우에도 개별 전자장비 이용에 큰 어려움이 없다. 의복에 부착되거나 천 재질에 삽입돼 짜여진 직조물 구조 유연 태양전지의 첨단기술 덕분이다. 병사들은 작전지역에 설치한 군용막사나 개인 야전텐트, 군모나 전투복을 태양전지로 활용하여 전기를 생산, 작전에 필요한 각종 소형 전자기기를 이용하고 있다.

이와 같은 미래가 현실적으로 가능해져 화제다. 한국전기연구원은 최근 직조물 구조 유연 태양전지를 최초 개발에 성공했다. 가볍고, 다양한 무늬로 제조할 수 있어 의류 등에 삽입이 가능한 이 기술은 향후 텐트, 컨버터블카, 군복 등 레저·국방 분야 외에도 다양한 산업에 활용이 전망되고 있다.

태양전지를 옷감처럼 베틀에서 짜낼 수 있다!

광합성 작용을 본 따 전기를 발생시키는 태양전지를 옷감처럼 베틀에서 짜낼 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 최초로 개발됐다. 

미래창조과학부 산하 전기전문연구기관 한국전기연구원은 최근 나노융합기술연구센터 차승일·이동윤 박사팀이 차세대 태양전지 기술의 하나인 직조형(옷감형) 염료감응 태양전지를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.

최근 몸에 착용이 가능한 웨어러블 기기(Wearable Device)가 차세대 핵심 기술 및 산업으로 각광받고 있다. 지난해 구글이 ‘구글 글래스’를 출시한 데 이어 올 초 세계적 가전쇼에서 삼성, 소니, 퀄컴 등이 시계형과 밴드형 기기를 앞다퉈 공개했다. 

스마트안경, 스마트시계, 스마트팔찌, 스마트신발 등이 웨어러블을 대표하는 기기들이다. 응용분야도 군사, 소방 등 특수한 목적을 가진 것부터 생활보조, 건강관리, 인포테인먼트, 인간능력 향상 등으로 점점 확대되고 있다. 

따라서 웨어러블 기기에 필요한 전력을 공급해줄 수 있는 효과적인 전력원의 개발도 주목받고 있다. 이번에 개발된 기술은 이러한 웨어러블 기기의 자체 전력원으로서 하나의 대안이 될 것으로 기대된다.

연료감응형 태양전지 기술 기반, 다양한 형태 제조 가능!

개발된 직조형 태양전지는 염료감응형 태양전지 기술을 기반으로 한다. 

금속과 세라믹 섬유를 이용해 태양전지의 전극(음극과 양극) 구조를 옷감처럼 직조공정을 통해 베틀(직조기)로 짜내고, 스크린 프린팅의 공정으로 광전극과 염료를 프린팅함으로써 옷감 형태의 태양전지를 완성했다. 

직조형 태양전지는 옷감처럼 유연하고 부드러우며, 옷감과 마찬가지로 재봉과 재단이 가능한 특징을 가지고 있다. 

또한 사용 환경과 응용 대상에 따라서 여러 가지 패턴(무늬)을 적용해 제작할 수 있는 특성을 갖는다. 특히 기존의 면, 실크, 팰트 등의 천에 직조 공정으로 제조된 전극을 재봉하여 부착(부착형)하거나, 기존 옷감을 제조할 때 태양전지를 삽입(옷감 삽입형)할 수 있고, 모두 직조로만 제조(직조형)하는 등 다양한 형태로 제조할 수 있어, 응용 범위와 가능성이 높다고 평가된다. 

현재 옷감형태의 태양전지 개발은 선진국에서도 경쟁적으로 시도되고 있다. 그러나 기존의 시도는 직조 공정 중에 섬유들이 필연적으로 겪게 되는 장력(당기는 힘)과 마찰력을 고려하지 않아 실제 직조물을 제조하기가 사실상 불가능했다. 

한국전기연구원 연구팀의 연구에서는 직조 공정으로 태양전지의 전극을 제조하고, 최종적으로 스크린 프린팅을 통한 프린팅 공정을 적용함으로써 직조기를 이용한 태양전지의 제조를 가능하게 했다. 

IT기반의 생활편의 증진과 군사용 적용 가능성 높아…

개발된 기술은 IT기반의 생활편의 증진에 크게 기여할 것으로 예상된다. 

현재 웨어러블 기기는 대개 구글글라스 등 안경이나 삼성 기어 등 시계의 형태를 취하고 있는데, 안경밴드나 시계줄 등에 이 기술을 적용해 기기 전원으로 활용할 수 있다. 

또한, 최근 레저활동의 대세인 캠핑에서도 유용하다. 현재 캠핑장에서 이용할 각종 전자기기를 위해 무거운 배터리를 따로 들고 가거나 캠핑장의 부족한 전원을 활용했지만, 타프와 텐트 등에 적용된 태양전지를 이용하면 캠퍼들의 짐부담을 줄일 수 있다. 가정에서도 건물 일체형 태양전지나 커튼 등에 적용할 수 있다. 

군사용 적용 가능성도 높다. KERI가 ‘미래 전장 변화 이끌 5대 첨단 전기기술’ 발표에서 전망한 바와 같이 각종 전기전자장비의 사용이 필수적인 미래 전장(戰場)에서는 군사용 휴대용 초경량 전지와 더불어 작전 지역 현장에서 직접 전투나 장거리 이동, 극한 환경에서의 생존 등에 필요한 전기를 현장에서 직접 생산하여 활용할 수 있는 기술이 필요하다. 

이 경우 군용막사, 전투용배낭, 군모 등에 직조형 유연태양전지 기술을 적용, 현장에서 전기를 생산하고 활용할 수 있게 된다. 

개발된 전지 효율, 상용화에 충분한 5%대

한국전기연구원 차승일 선임연구원은 “이번 개발은 직조 구조를 제대로 활용한 태양전지로는 세계최초의 개발성과로서 아직까지 밀봉 기술, 전해질 기술, 효율 최적화 기술 등 상품화까지 해결해야 할 과제가 남아있지만 가장 핵심인 직조 태양전지 구조 개발에 성공했기 때문에 남아 있는 기술적 문제는 응용 범위와 연계하여 개발해 나갈 예정”이라고 밝혔다.

이어 “우선은 레저용 및 군사용 응용이 가능할 것으로 보이며, 웨어러블 시장이 본격적으로 형성되고 있고, 건물 일체형 태양전지의 요구도 증가하고 있어 다양한 분야의 응용이 가능할 것으로 판단된다.”고 전망했다. 

이번에 개발된 전지의 효율은 당장 상용화에 충분한 5%대에 달한다. 연구팀은 응용분야에 적합한 후속 연구를 진행, 기술이전을 통해 빠른 시일내 상용화할 예정이다. 한편, 이 기술은 한국에너지기술평가원의 신재생에너지핵심원천기술개발 사업의 지원으로 개발되었다.

연구결과 문답

Q. 연구를 시작한 계기는.

A. 유연태양전지 및 유연전지 부분에서 내구성이 뛰어나면서도 유연성이 우수한 구조를 개발하고자 연구를 시작했다.

Q. 이번 성과는 기존과 어떠한 점이 다른가.

A. 기존에도 섬유형 및 직조형 태양전지를 개발하고자 하는 시도가 있었으나, 실제 직조기를 이용해 직조구조를 완성시킨 예가 없었다. 본 연구에서는 실제 직조상황의 마찰 등을 모두 고려해 개발했다.

Q. 어디에 쓸 수 있나.

A. 스마트 기기용 전원, 커튼 등 건물 일체형 전력원으로 사용 가능하다.

Q. 실용화까지 필요한 시간은.

A. 현재는 핵심 기술을 개발한 상태이며, 응용처에 따라 관련 상용화 기술을 개발하자면 향후 3년 정도의 시간이 요구된다.

Q. 에피소드가 있다면.

A. 직조기, 편조기 등 옷감 제조에 관련된 기기들을 이용하다 보니, 연구에 대한 오해도 많이 받게 되었다(재봉틀도 실험 장비로 사용).

Q. 꼭 이루고 싶은 목표는.

A. 기술이전 작업 후, 상품화를 완료해 세계시장에서 상품성의 경쟁에서 1등하는 것이다.

Q. 신진연구자를 위한 한 마디.

A. 주변에 오랫동안 사용해온 옛 기술들과 자연이 해답을 가지고 있는 경우가 많다. 더 자세히 둘러보기를 바란다.

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