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포스코파워 필두로 두산・현대 이어 오션텍 

경쟁체제 본격화 

 

 

연료전지 상용화는 전문기업들의 노력이  역할을 하고 있다국내 연료전지 시장에서 대기업들은 완제품과 소재 분야에 집중하고 있다대표적인 기업으로 포스코파워, GSEPS, 두산중공업 등이 발전용 연료전지 수요처이면서 메이커로 자리잡고 있다이외효성중공업현대기아자동차, STX중공업 등이 참여하고 있다. 

포스코파워를 필두로 발전용 연료전지 시장에 진출한 기업들이 가속도를 내고 있어  시장에서도 경쟁체제가 조성될 조짐을 보이고 있다.

전력거래소에 따르면 국내 건설된 발전용 연료전지 규모는 39.25MW포스코파워는  가운데 31.65MW 설치했다올해내8.4MW 추가로 증설할 계획이다.

포스코파워가 앞서 나갈  있었던 이유는 세계 용융탄산염형 연료전지(MCFC. Molten Carbonate Fuel Cell) 산업을 리드하고 있는 미국의 FCE(Fuel Cell Energy)사의 시공  정비 기술을 독점하고 있기 때문이다아직 국내 생산이 불가능해 MCFC 발전용 연료전지 보급에 유일한 보급로가  .

이에 두산중공업은 국책과제를 통한 MCFC개발에 적극 나서고 있다 회사는 300kW급을 상용화하고 향후 용량을 다양화한다는 전략이다하지만 실증단계는 대략 2~3 정도의 시간이 걸리기 때문에 향후  년간은  시간이 필요할 것이란  업계 관측이다. 

삼성에버랜드는 MCFC 아닌 인산형 연료전지(PAFC. Phosphoric Acid Fuel Cell) 보급을 시도하고 있다 회사나는 UTC파워의 PAFC 400kW 설비를 독점 계약해 국내에서는 유일하게 PAFC 판매하고 있다.

 

 

 

 



 

 

 

연료전지 핵심기술 보유한 포스코파워 선두 

 

포스코파워() 2000년대 초반부터 국책과제를 통해 연료전지 기술개발에 착수했으며 2007 2 미국 퓨얼셀에너지(Fuel Cell Energy사와의 제휴를 통해 본격적인 사업 추진을 개시하했다.

2008 9 세계 최대 규모의 연료전지 발전시스템 제조공장을 준공하고 BOP(Balance-of-Plant, 보조설비장치) 탑재한 제품을연산 100MW규모로 양산할  있는 생산설비를 구축하였다.

포스코파워는 지난 2007년부터 정비설치・시공, BOP(주변보조기기) 순으로 단계적인 연료전지의 국산화를 추진해 왔다이번 100MW규모 스택제조공장의 준공으로 연료전지 완제품을 자체적으로 생산할  있는 양산체제를 갖추게 됐다.

포스코파워는 전국 14 지역에  19기의 연료전지를 판매하여 설치 가동 중이며 2013 차세대 연료전지인 SOFC시스템을 상용화하기 위한 연구개발을 지속하고 있다향후 국내 시장에서의 경험을 축적하여 동남아  해외 진출을 도모할 계획이다.

포스코파워는 국산제품이 본격 양산되는 올해부터 단계적인 해외에도 진출한다. 1 진출을 검토중인 시장은 동남아 중동 일본으로 현재 다수의 프로젝트를 검토 중에 있다 연료전지의 본고장인 미국에 역수출하는 전략도 계획 중으로 미국 진출에 필요한연료전지 UL인증 획득을 추진하고 있다.

GSEPS() 천연가스(LNG)  연료로 사용하는 2.4MW 연료전지 MCFC 발전설비를 동사 복합화력발전소 2호기 유휴부지에 총투자비  153억원을 투입한 결과 2009 11 부터 설치.운영을 개시하여 2010 기준  50억원의 전력판매 실적이 올렸다.

연료전지 설치  GSEPS() 전력시장운영규칙과 정부의 신재생에너지 발전차액지원제도에 따라  력을 생산하고시장가격이 기준가격(274.06) 미치지 못할 경우 15 동안 정부로부터 차액을 지원 받게 된다.

현대ㆍ기아차은 독일 클린 에너지 파트너십(CEP) 참여에 관한 양해각서(MOU) 체결본격적인 친환경 차량 보급에 나섰다.

현대ㆍ기아차는 25 양해각서 체결로 독일 정부가 주도하는 수소연료 전지차 시범보급 사업에 참여하게 되어 수소연료전지분야의 축적된 기술력을 유럽 자동차 본고장인 독일에서 선보일  있는 기회를 얻게 되었다독일은 국가 혁신 기술(NIP) 하나로서수소연료전지 차량  인프라에 대한 연구개발과 실증사업을 꾸준히 실시하고 있으며산업계 공동 투자를 통해 2007년부터2016년까지  14억유로(21천억원규모의 투자를 진행 중에 있다.  

 

 

 

 

오션텍한텍테크  부품사업 진출

 

연료전지 부품주변기기 분야에 중소기업이 참여하면서 분야별로 기술개발  상용화가 적극적으로 추진되고 있다.

퓨얼셀파워는 2005 연료전지 막전극접합체(MEA: Membrane Electrode Assembly) 국산화에 성공하고 지속적으로 성능을 개선해 1~30kW 출력의 스택을 생산.판매하는  가정용 연료전지시장적극 진출하고 있다.

연료전지  수소에너지분야 전문기업 ()오선텍은 2000 회사 설립당시 정부의 연료전지 자동차 개발과제 참여를 시작으로 지금까지 정부와 대기업에 연료전지 관련 개발품을 납품하고 연구개발 협약 등을 토대로 연료전지분야 연구개발(R&D) 적극 나서고 있다.

연료전지 시장에서 오선텍은 LNG 수소개질장치와 주택용 연료전지 발전시스템, 10kW 상업용 연료전지이동형 수소연료전지인 파워팩수소저장합금  응용제품 등을 개발했다특히최근에는 정부의 에너지절약형 친환경주택건설 사업인 그린홈 사업에 동참하기 위하여 가정용 연료전지 인증 절차를 진행 중이다.

자동차 엔진 변속기 부품업체인 한텍테크놀로지 수소연료전지 부품사업에 진출한다.

 회사는 수소연료전지 핵심부품인 분리막(Separator) 대한 연구・개발을 완료,본격적인 양산체제 구축에 들어갔다 회사가 개발한 분리막은 수소연료전지의 양극과 음극의 접촉을 막고 수소와 산소냉각수를 각각 분리해 공급하게 하는 박막으로 폭발사고 방지  수소연료전지의 기능과 안정성을 부여하는 핵심 소재다기존 흑연 분리막 대신 금속성 분리막을 사용해 제품 크기와 생산비용을 크게 줄인  차별화된 특징이라는 것이 회사  설명이다연내에 연료전지 발전설비인 스택(Stack) 실제 분리막을 적용해 성능 검사와 인증 절차를 거치는  본격적인 상용화 단계를 밟을 계획이다.

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Posted by 매실총각

의무할당제・그린홈 사업・기술개발  전방위 지원나서

 

연료전지 산업 성장에 정부 지원정책이  몫을 차지하고 있다연료전지 관련 정부 지원정책이 신재생에너지 정책과 맞물려 있기 때문이다.

대표적인 것이 2012년부터 기존의 발전차액지원제도에서 신재생에너지 의무할당제로 변경됨에 따라 의무대상자로 선정된 발전사업자가 발전량의 일정 수준을 신재생에너지로 공급해야 한다는 내용이다.

 제도하에서 연료전지의 경우 공급인증서 가중치가 해상풍력  조력과 동등한 수준으로 가장 높아 정부가 촉진하고자 하는 주요 에너지원에 포함돼 있어서다.  

이와 함께 그린홈 100  보급사업은 2020년까지 100 호에 달하는 주택에 신재생에너지 설비를 구축하도록 유도하는 것으로연료전지 산업을 발전시킬 수있는 촉매제 역할을 하고 있다 사업에 설치비용의 최대 80% 지원하고 있어 다른 에너지원보다  유리한 혜택을 받을  있기 때문이다. 

그린홈 100만호 보급 사업의 일환으로 최근 성남시와 한국토지주택공사가 가정용 연료전지를 설치하면서 스타트를 끊었다.

성남시와 한국토지주택공사(LH) 판교 봇들마을 국민임대아파트단지에 국내 최초로 가정용 연료전지 시설을 설치해 중앙공급방식의 에너지원으로 활용하는 사업을 지난 6 15일부터 시작했다. 

LH 아파트단지에 적합한 가정용 연료전지 시스템 적용기술을 개발했으며성남시는 국비 121,300만원,  LH 7,500만원을포함한  151,700만원 사업비와 협약서에 의해 행정적인 지원을  판교 봇들마을 5단지 국민임대아파트 755세대 전세대에시범 적용됐다.

이에 따라 성남판교 봇들마을 5단지 국민임대아파트 단지에는 1kw짜리 연료전지 27대가 설치돼 이곳 입주민들은 연료전지에서생산되는 전기와 열로 세대당  3만원, 755세대 전체로는 연간 2,500만원 정도의 전기료급탕비  에너지 비용을 절감할  있게 됐다. 

이는 소나무 4,000그루를 심는 효과와 맞먹는 연간 27,000톤의 화석연료와 52톤의 이산화탄소 저감 효과가 있을 것으로 예상된다. 

 

 

 

 

가스안전공・경동나비엔미래형 연료전지 개발

 

신재생에너지 기술개발분야에서 연료전지 지원은 계속되고 있다한국가스안전공사는 지식경제부의 2011년도 신재생에너지융합원천기술개발 상용화 연구사업으로 경동나비엔과 컨소시엄을 구성해 제출한 미래형 연료전지인 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)개발  실증 과제’가 최종 선정됐다.

가스안전공사는 이에 따라 오는 2016 5월까지 미래형 연료전지인 SOFC 시험평가   있는 안전기준의 개발과 업계의 제품 상용화 지원을 위한 성능  설치 안전성 평가 체계를경동나비엔은 SOFC 부품개발과 전체 시스템의 구성  현장 설치 작업등을 수행하게 된다.

이번에 정부사업으로 선정된 연료전지 연구과제를 추진하게  배경은 ▲국내 SOFC 제품의 상용화 추세에 대한 중장기적 대응▲국내 SOFC 연료전지 검사에 대한 업체지원 시스템 구축 ▲국내 SOFC 연료전지 안전에 대한 방향성 제시  선도 SOFC 연료전지 기술선점에 따른 국가경쟁력 강화 등에 따른 것이다.

이들 컨소시엄이 진행할 주요 연구과제는 ▲건물용 SOFC 시스템 성능  설치 안전성 평가기술 개발 ▲건물용 연료전지시스템 부품 안전성능 평가  검사기준 개발 ▲건물용 연료전지시스템 현장 설치 안전성 평가  적정 설치기준 제시 등이다.

경동나비엔과 가스안전공사 컨소시엄은 이번 정부과제 연구를 통해 SOFC 연료전지 시험평가 연구기반기술 구축  제공 ▲국내 SOFC 연료전지 평가기술 확보로 국가 경쟁력 제고 ▲제조업체의 제품개발을 위한 설비지원  연료전지 조기 산업화 정착유도 등의 파급효과가 있을 것으로 기대하고 있다.

양측은 연료전지 관련 안전기술을 선도하여 국가의 지속성장 발전을 위한 새로운 가치창출을 이끌어   있는 분야가 다양하게있다며 서로 협력해 미래성장산업의 핵심연구기관과 기업으로 자리매김   있도록 역량을  하겠다는 입장이다.

한편 고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell) 전해질이 세라믹 물질(YSZ) 구성되어 산화물 이온의 전도에 의해전기와 열을 발생시키는 연료전지 형태이다장점으로는 전기효율이 우수하며배열의 활용도가 높고축열 탱크의 용량을 줄여시스템의 컴팩트화 등을   있다.

 

 

 

 

한국환경공단・환호기업연료전지 발전시스템 개발

 



 

 

국내 최초로 폐기물 처리과정에서 발생하는 바이오가스를 정제해 고분자전해질 연료전지(PEMFC) 연료로 100% 활용하는 발전시스템이 기술이전을 통해 상업화가 이뤄질 전망이다.

한국환경공단은 유기성폐기물 에너지화에서 생성된 바이오가스  매립가스의 활용도를 다각화할  있는 특허기술 연구에 참여한 ()환호기업과 27 바이오가스 연료전지 발전시스템 기술이전 협약을 체결했다.

2009년부터 추진돼  바이오가스 연료전지 발전시스템 개발 연구사업의 결과물인 ‘바이오가스를 연료로 사용하는 고분자전해질연료전지 발전시스템  그의 제어방법’은 바이오가스를 정제하여 고농도의 메탄가스를 만든  메탄을 수소로 변환하여 연료전지에 공급함으로써 전기를 생산하는 기술로 지난 1 특허등록을 마쳤다.

 특허기술이 적용된 바이오가스 연료전지 발전시스템 연구시설은 지난해 8 인천환경공단 송도사업소 부지 내에 설치해 운용되고 있으며올해 1 포항산업과학연구원(RIST) 연구용역을 체결해 운전특성  성상변화를 연구해오고 있다.

 기술보급이 확산될 경우 바이오가스의 정제순도를 높여주는 고질화메탄가스를 수소로 전환하는 바이오가스 개질연료전지 발전시스템  관련기술의 국산화가 가속화  것으로 기대된다.

이번 협약으로 전용실시권을 확보한 환호기업은 환경플랜트와 신재생에너지분야 중소기업으로 산업현장에서 실제로 기술을 사용할  있는 독점적 권리를 획득해  기업과의 경쟁에서 유리한 위치를 점하게 되었고 추가적인 기술개발에도 박차를 가할 있게 됐다전용실시권이란 특허권자가 그의 특허권에 관하여 기간장소  내용을 제한하여 다른 사람에게 행사하도록  특허실시권이다.

환경부에 따르면 오는 2020년까지 유기성폐기물(바이오가스  매립가스에너지화 플랜트 구축에  5000억원이 투자될 계획이다 인프라를 바탕으로 생산되는 신재생에너지의 경제적 가치는 6800억원 상당으로 추산된다.

한편 한국환경공단은 환경분야에서 중소기업과의 동반성장을 위하여 특허기술 이전뿐만 아니라 환경신기술 검증  녹색기업 인증  지속적인 협력과 지원을 이어나갈 계획이다.

 

 

 

 

재료연‘연료전지 적용 무인 항공기’ 시험 운전

 

재료연구소가 자체 개발한 연료전지를 적용해 무인 항공기 시험 운전에 성공했다재료연구소 융합공정연구본부 양철남 선임연구원은 자체 개발한 스택을 적용한 연료전지를  동력원으로 활용하고 기체는 상용기체를 이용한 무인항공기로 30 가량 시험비행하는데 성공했다.

연료전지를 적용한 무인항공기는 배터리에 비해 에너지밀도가 높아 장기체공이 가능하고 소음이 적어 무인정찰기 등으로 개발되고 있다.

이번 시험비행은 초기 이륙시에는 배터리를 이용해 자력으로 이륙했고 무인항공기가 일정 고도에 진입했을  연료전지 동력원으로 전환해 연료전지만으로 장시간 체공할  있는지 여부를 가늠했다.

선진국이나 국내에서도 무인항공기에 연료전지를 적용한 사례는 있지만 자체 개발한 연료전지를 상용기체에 적용해 자력으로 이륙할  있는 모델은 없다.

실제 무인비행기의 비행시간은 장착된 배터리의 용량에 의해 결정되지만 현재는 대부분 30 내외로 운영되는 수준이다재료연구소는 연료전지의 핵심 부품인 스택 제조기술을 확보하고 있어 관련 연구를 확대할 경우 시너지 효과가 매우  것으로 기대하고 있다.

한편 무인항공기 시장은  세계적으로  8~12조원에 이르며 국내는 1~15,000억원 수준이다여기서 동력원으로 연료전지를 적용한 무인기 시장은 100억원 정도로 전망된다.

대학들도 적극 나서고 있다우석대학교 수소연료전지 지역혁신센터 개소식이 지난 6 2 완주군 봉동읍 소재 전북과학산업단지에서 열렸다.

지난 2008 지식경제부 지역혁신센터로 선정된 우석대 지역혁신센터는 2018년까지 10년에 걸쳐 국비 71 원과 전라북도・전주시・완주군・우석대  산업체 지원금 109억원  모두 180억원을 투입해미래 수소 에너지 시대에 대비한 수소연료전지 기반조성과 중소기업 육성을 위한 사업을 추진하고 있다.

그동안 우석대 지역혁신센터는 3 기업을 유치하고, 11 기업의 창업을 지원해 50 명의 신규 일자리를 창출했다.

특히 전북으로 이전한 ()루비와 공동으로 에너지저장장치를 개발올해에만 300만달러 이상을 일본에 수출하는 실적을 보이고있다에너지저장장치는 지난 3 일본 대지진에도 정상적으로 작동해  세계적으로 성능과 안정성을 인정받았다.

이홍기 소장은 “사업개시 2 만에 이러한 가시적 성과를   있었던 것은 수소연료전지 관련 부품산업의 성장 잠재력이 크고경제적 파급효과가 매우 높기 때문”이라며“머지않아 다가올 수소에너지 시대에는 자원에너지가 아닌 기술에너지 보유가 국가경쟁력인 만큼전라북도가 연료전지 산업분야에서 세계 최고수준으로 도약할  있도록 최선을 다하겠다“고 말했다.

 

 



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Posted by 매실총각

연평균 80% 성장세, 2018 글로벌 60억달러 규모 전망

 

1990년대 초반까지 서울의 쓰레기 매립지였던 난지도 일대를 메워 만든 월드컵경기장 근처 노을공원에는 지난해 9 발전소가 세워졌다그런데 발전소에 굴뚝이 보이지 않는다소리도 없다냄새도 없다단지 500m2 가량의 면적에 3~5m 높이의 조그만설비 서너 개만이 있다이곳 발전소의 전기생산 규모는 2.4MW마포지역 3,000가구의 전력 공급과 1,000가구의 온수 공급하고 있다.

지난해 9 가동을 시작한 서울 상암동 연료전지 발전소 얘기다수소와 산소의 전기화학반응을 통해 연소과정 없이 전기와 ,물을 생산하는 고효율ㆍ친환경발전설비인 연료전지가 최근 각광을 받고 있다.

1839 영국에서 처음  원리가 발견됐지만 환경파괴 이슈가 현재처럼 심각하지 않아 화석연료를 사용하던 과거에는 주목을 받지 못했다하지만 1990년대 상용화에 성공한  저변이 크게 확대되고 있다.

연료전지 전문업체 관계자는 “석탄  화학에너지를 열에너지  운동에너지  전기에너지로 순차적으로 변환시켜 전기로 만드는 기존 화력발전과 달리연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꿔주기 때문에 에너지 손실이 적어 발전설비  효율이 가장 높다”고 말했다연료전지 원리는 ‘물의 전기분해’ 역반응물을 전기로 분해하면 수소와 산소가 발생하는데역으로 수소와 산소를 반응시켜 전기와 열을 얻는 원리다연료공급기(MBOP) 수소와 산소를 발전기(Stack) 공급하면발전기가 수소와 산소의 전기화학반응을 일으켜 전기와 물을 생성한  전기를 전력변환기(EBOP) 보내고이후 전력변환기는 생성된 직류전기를 교류전기로 변환해  가정 등에 공급한다.

수소는 LNG 석유메탄올 같은 화석연료로부터 얻고산소는 공기 중에서 얻는다수소를 얻기 위한 기초 연료가 화석연료지만전기를 얻고 나오는 부산물이 화력발전에서는 이산화탄소인 반면연료전지는 물이어서 친환경 에너지로 분류된다.

이런  때문에 연료전지는 1969 아폴로 11호에 탑재된  현재까지 우주선의 전력  식수 공급원으로 쓰이고 있다.

 

 


 

 

 

 

연료전지전세계 연평균 80% 이상 성장세

 

현재 연료전지 시장은 전세계적으로 연평균 80% 이상의 높은 성장세를 보이고 있다정부도 2018년까지 글로벌 연료전지 시장규모가 60억달러까지 확대될 것으로 보고, 2009 1 향후 대한민국을 이끌 22 신성장동력  연료전지 발전시스템을 선정했다. 2018년까지 전세계시장의 40% 점유하고, 9 국가 수출산업으로 키워 2013 1만명, 2018년에는 68,000명의 고용창출효과를 낸다는 계획이다.

그러나 국내 업체들 가운데 세계 유수업체들과 어깨를 견줄  있는 곳은 아직 포스코파워뿐이다. 2007 연료전지 사업 시작 이후 현재까지 서울부산대구  국내 16 지역에  40MW 규모의 연료전지를 설치해 가동 중이다이는 연간 동탄신도시 규모의 5 가구가 사용하는 전기와 17,000 가구가 사용할  있는 열을 생산하는 규모다특히 핵심설비인 발전기 제조공장을 준공해 연산 100MW 규모의 연료전지를 자체 생산할  있는 체제를 갖췄다.

포스코파워는 이를 바탕으로 2013년까지 경기 화성 발안산업단지에 세계 최대 규모인  60MW 규모의 연료전지 발전소를 설치하기 위한 MOU 경기도 등과 체결하기도 했다전력거래소에 따르면 지난달 기준 국내 건설된 발전용 연료전지 규모는39.25MW   포스코파워가 31.65MW 설치했다.

그러나 포스코파워가 독점한 발전용 연료전지 시장에 다른 국내기업들도 적극 뛰어들고 있어 경쟁체제가 조성될 조짐을 보이고있다두산중공업은 국책과제와 자체개발을 통해 현재 포스코파워가 독점하고 있는 용융탄산염형 연료전지(MCFCMolten Carbonate Fuel Cell) 분야에 도전장을 내밀었다. 300kW급을 상용화하고 향후 용량을 다양화한다는 전략이다.

특히 아직 상용화되지 않았으나 MCFC 이은 차세대 연료전지로 인식되는 고체산화물형 연료전지(SOFCSolid Oxide Fuel Cell)에는 현재 포스코파워와 삼성SDI 등이 연구를 진행하고 있다.

 

 

 

 

연료전지차 시장 10  100만대 전망

 

연료전지 시장이 확대되면서 연료전지자동차에 대한 수요도 지속적으로 증가할 전망이다전문조사기관인 파이크리서치는 ‘연료전지자동차’라는 보고서에 따르면 전기자동차의 연속선상에 있는 연료전지자동차가 전세계 승용차와 버스운송 시장에서 점점 점유율을 차지할 것이라고 밝혔다. 

보고서는 전기자동차와 달리 주행거리나 충전 횟수 제한같은 부문을 신경쓰지 않아도 탄소배출 제로의 효과를   있다는 점을연료전지자동차의 장점으로 꼽았다특히 여객 자동차 시장에서 연료전지방식이 각광을 받으며 2015 상용화를 위한 본격적인시장움직임이  것으로 예상했다보고서는 2010년부터 본격적인 상용화 이전 기간인 2014년까지  1만대, 2015년까지57,000대의 연료전지 자동차가 배치되고 이후부터 매년 39만대의 시장성장이 있을 것으로 예측했다.

한편 3세대 태양전지로 일컬어지는 연료감응형 태양전지 관련 시장이 오는 2013년께 본격 열릴 것이라는 분석 결과가 나왔다.

전문조사기관 솔라앤에너지 최근 ‘염료감응형 태양전지의 기술 동향과 시장전망(2008~2015)’이라는 보고서에서 올해 초까지는소형 염료감응형 태양전지가 시장의 대부분을 차지할 것으로 예상되나내년 이후로 삼성SDI, 동진쎄미켐티모와 같은 한국 업체와 코러스샤프, DNP, 3G 솔라등과 같은 해외 업체들의 제품이 출하되면서 오는 2013년경에는 본격적인 상업화가 이뤄질 것으로 전망했다또한 보고서는 염료감응형 태양전지의 응용제품으로는 현재 건물 일체형 태양전지(BIPV) 가장 유력해 시장의50% 이상을 차지할 것으로 보인다고 설명했다아울러 현재 주요 시장을 형성하고 있는 포터블 전자 기기용 충전기 시장도 20%내외로 발전할 것으로 보인다고 덧붙였다.

염료감응형 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지에는  미치지만 향후 10~11% 정도의 상용화 효율을 가지며 저가의 제조설비 공정기술로 인해 발전단가를 1/3~1/5 수준으로 낮출  있고유연한 기판에 투명한 태양전지로 응용 가능한 장점 등으로 전세계적으로 집중적인 연구가 행해지고 있다.

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Posted by 매실총각

발전효율 최대 80% 도심  발전소 설치 가능한

친환경 에너지원

 

연료전지의 가장  특징은 발전효율이 좋고 친환경이라는 점이다발전효율이 40~60% 이르며 열병합발전시 80% 이상 가능하다.

천연가스메탄올석탄가스  다양한 연료사용이 가능하고배기가스  NOx, SOx  분진이 거의 없으며, CO2 발생량에 있어서도 미분탄 화력발전에 비하여 20~40% 감소된다.

또한 발전시스템에 회전부위가 없어 소음이 없으며기존 화력발전과 같은 다량의 냉각수가 불필요하다때문에 도심 부근 설치가 가능하여 송배전시의 설비  전력 손실 적다또한 부하변동에 따라 신속히 반응하며설치형태에 따라 현지 설치용 분산 배치용 중앙집중형  다양한 용도로 사용이 가능하다.

 

 

 

 

발전효율 40~60%, 최대 80%까지 가능

 

  자세히 살펴보면 기존의 발전 방식은 연료를 투입하여 전기를 얻기까지의 과정에서   운동에너지를 포함하고 있기 때문에 여러 곳에서 에너지 손실이 발생한다.

하지만 연료전지의 경우 전기발전효율은 운전장치 사용 전력 또는  손실 등을 감안하더라도 40~60% 이상이며열병합발전까지 고려하면 전체 시스템 효율은 80% 이상이다.

디젤엔진가솔린엔진가스터빈의 경우 출력 규모가 클수록 발전효율이 높아지는 경향이 있으나 연료전지의 경우 출력 크기에상관없이 일정하게 높은 효율을 얻는 것도  장점이라고   있다.

연료전지는 기본적으로 수소산소의 전기화학 반응으로 전기를 발생하는 발전장치이기 때문에 화력 발전과 같이 연소과정이 없으며 생성물이 전기 그리고  뿐이어서 환경오염이 적다현재는 천연가스석탄  화석연료로부터 수소를 얻고 있으나 향후풍력태양광 등의 대체에너지를 통한  전기분해로 수소를 얻게 되면 이산화탄소질소산화물황산화물 등의 배출이 없는 무공해 에너지 시스템이 가능해질 것이다.

연료전지는 규모에 따른 에너지 전환 효율 차이가 크지 않아 소형에서도 높은 에너지 전환 효율을 기대할  있다따라서 연료전지는 용도에 따라 다양한 규모로 제작하여 활용할  있으며 소음  유해가스 배출 감소 효과가 있고 자연환경에 따른 제약이 크지 않아 도심에서도 유용하게 사용될  있다.

 

 

 

 

고분자전해질・인산형・용융탄산엽  6가지로 구분

 

그렇다면 이런 효율 좋은 연료전지는 어떤 종류가 있을까.

연료전지는 전해질의 종류에 따라 ‘고분자 전해질 연료전지’(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC), ‘인산형 연료전지’(Phophoric Acid Fuel Cell, PAFC), ‘용융탄산염 연료전지’(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC), ‘고체 산화물 연료전지’(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC), ‘알칼리 연료전지’(Alkaline Fuel Cell, AFC), ‘직접 메탄올 연료전지’(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)등으로 구분된다

또한 연료전지는 작동 가능 온도에 따라 다시 고온형과 저온형으로 나뉜다고온형 연료 전지는 600°이상의 고온에서 작동하며니켈  저렴한 금속촉매를 사용하며 발전효율이 높고 고출력이지만 시동 시간이 길어 발전소나 대형건물 등에 적합하다고온형의 대표적인 예로 MCFC, SOFC 있다.

저온형은 200°이하의 저온에서도 구동되며 시동시간이 짧고 부하변동성이 뛰어나지만 고가의 백금 전극이 필요하다저온형연료전지에는 PEMFC, PAFC, DMFC 있다. 1990년대 초반에 제작된 PAFC 이어 2000년대 초반에 개발된 MCFC 미국Fuel Cel Energy 주도로 제작되어 현재 전세계적으로 전기발전용산업용군수용으로 널리  급되고 있으며 국내 연료전지 발전 대부분을 구성하고 있다.

MCFC 저렴한 촉매를 사용 하고 고온 작동으로 외부 개질기가 필요 없어 가격경쟁력을 개선시킬  있으나 내구성이 취약한 단점이 있다. SOFC 현재 북미업체들 주도로 연구개발 중으로 상용화가 지연됨에 따라 MCFC 산업용 시장을 주도하고 있다. 

EMFC 시동시간이 짧고 중량  체적이 작아 수송용소형 분산발전용 등에 사용된다다만 저온에서 백금과 같은 값비싼 촉매를 사용해야 하므로 대체 촉매 개발을 통해 가격경쟁력을 확보해야 하며  연료인 수소를 저장할  있는 장치  보조장치에 대한 개선도 동반되어야 한다. PAFC 연료전지 1세대에 속하는 것으로 크기무게가격 등의 측면에서 경쟁력을 상실하면서MCFC에게 주도권을 넘긴 상황이다.

 

 

 

연료전지원재료-소재-부품-완제품 밸류체인

 

연료전지 산업 밸류체인(Value Chain) 크게 원재료소재부품완제품으로 구분될  있으며 가치사슬 상단은 고도의 원천기술이 요구되어 주로 글로벌 메이저 기업들이 포진하고 있고 부품시장의 경우는 기술진입장벽이 높지 않고  자본이 필요하지 않아 중소기업이 주로 진출하고 있다.

국내 연료전지의 경우현재는 성장 초기 단계로  가치사슬마다 별도의 시장이 구성되어 있다고 판단하기 어렵지만 향후 기술력  정책적 지원에 힘입어 수요가 확대됨에 따라 전반적인 연료전지 시장이 성장할 뿐만 아니라 가치사슬 각각의 고유 시장이형성될 것으로 전망된다.

세계 연료전지 시장을 보면 우주선잠수함  특수 용도에선 상업화 단계에 진입하였으나 외의 응용분야에서는 아직까지 시장 형성이 미숙한 단계다발전용 연료전지는 2008년부터 상용화가 시작되어 정부의 제도적 지원 하에 시장이 형성되는 단계이다.

수송용 연료전지는 미국 에너지성(United States Department of Energy, DOE)에서 2005년부터 5년간 3 6천만 달러 규모의 시범 운행 사업을 추진한 사례가 있고 일본에서는 혼다와 도요타에서 2015년부터 일반을 대상으로 판매 계획을 세우고 있다일본,유럽국내 자동차회사를 중심으로 2015년부터 시장이 활성화되기 시작하여 2020년에는 연간 50~250만대 정도가 판매될 것으로전망된다.

J-economic Center 의하면 2020 연료전지 시장이 금액 기준으로는 PEMFC, 수량 기준으로는 SOFC 가장  비중을 차지할 것으로 예상되고 있다이는 PEMFC 경우 높은 단가로 주택용 연료전지 보급이 확산될 것이라는 전망이다.

SOFC 낮은 단가로 발전용 연료전지 시장을 장악할 것이라는 전망에 기인하는 것으로 판단된다한편 미국 에너지성(United States Department of Energy, DOE)에서는 2020년경 세계 시장 규모가 400억달러 수준에 이를 것으로 전망된다.

연료전지 시장을 응용분야별로 살펴보면 현재는 발전용 연료전지가  64% 수준으로 가장  비중을 차지하고 있으나 중장기적으로 자동차용 연료전지가 대세를 이룰 것으로 전망되고 있다.

전세계적으로 에코카(Eco car) 개발에 대한 관심이 높아지는 가운데 현재 하이브리드카전기차(리튬이온전지 사용 친환경 자동차가 개발되고 있으며 궁극적으로는 수소 연료전지 자동차로 진화될 전망이다.

이에 따라 수소연료전지 자동차가 상용화되기까지는 다소 시일이 소요될 것으로 예상된다산업용 연료전지 발전은 1세대인PAFC 거쳐 2  MCFC 대부분을 시장을 장악하고 있다이는 MCFC 낮은 가격높은 효율성    연료전지 발전 대비 우수한 경쟁력을 확보한 것에 기인하고 있다.

가정용의 경우는 주택분야 환경 대책  하나로 연료전지가 주목 받으며 주거지의 급탕난방에 대해 연료전지를 이용한 전기공급을 추진함에 따라 시장이 확대될 전망이다.

국내에서는 2012년부터 주요 발전사업자를 대상으로 총발전량  일정 부분을 신재생에너 지로 생산해야 하는 의무할당제(RPS) 본격적으로 시행되어 한전 발전자회사  발전사들의 연료전지 도입이 증가할 것으로 예상되고 있다.

2013 우리나라의 연료전지 시장은  1 3천만달러 규모로 예상되는데 응용분야  발전용 연료전지가 70% 정도를 차지할 전망이며 현재 발전용 연료전지 시장 대부분을 점유하고 있는 MCFC 당분간 시장 성장을 견인할 것으로 보이며 그린홈 100만호보급사업 추진으로 건물용 PEMFC 전체 수요 확대에 기여할 것으로 예상된다.

전세계 연료전지 시장의 경우 우주선잠수함  특수 용도에선 상업화 단계에 진입하였으나 외의 응용분야 에서는 현재까지미숙한 단계로 파악된다다만 2020년경에는 시장규모가 400억달러 수준까지 확대될 전망이다.

연료전지 시장을 응용분야별로 살펴보면 현재 발전용 연료전지가 2008년부터 상용화가 시작되어 정부의 제도적 지원을 받고 있어  64% 수준으로 가장  비중을 차지하고 있으나 중장기적으로 자동차용 연료전지가 대세를 이룰 것으로 전망되고 있다.

미국은 에너지성 주도로 수송용 연료전지 시범 운행사업을 추진한 사례가 있다일본의 경우 주요 자동차기업이 일반을 대상으로판매 계획을 세우고 있다.

미국의 경우 수소에너지  연료전지 기술과 관련된 정책을 포함하여 연구보조금 지원인센티브 제공  제도적인 지원을 지속하고 있다.

일본은 전기사업자에게 연간 전력판매량의 일정 비율을 신재생에너지로 생산하도록 할당하는 법률을 제정하여 신재생에너지 보급이 확대되도록 지원하고 있다.

연료전지 상용화를 위해 해결되어야   가지 과제가 있다.

우선 연료전지 단가가 화석연료 대비 수배에 달하고 있어 가격경쟁력이 미흡한데 이는 고효율에 반드시 수반되는 고가의 촉매 전해질과  연료인 수소를 추출하는데 필요한 LNG 단가가 여타 에너지원보다 높은 것에 주로 기인한다.

다음으로 석유플랜트제철소 등에서 대량의 수소를 저장하여 연료전지에 공급하는 인프라 구축이 필요하다마지막으로는 기존연료전지의 한계를 극복하거나 새로운 시장을 창출할  있는 연료전지 기술이 개발돼야 한다. 

 

 



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Posted by 매실총각

연료전지, 21세기에 진가 발휘하다

 

산업용・자동차용・가정용 연료전지 시장 급속 성장세 

 

‘우주선에서 쓰는 에너지원’‘발전굴뚝・소음 없고 발전효율은 최고’.

연료전지가 세상에 나온  200년이 넘어서야 세상에 진가를 발휘하고 있다연료전지는 환경오염을 최소화하면서 전기와 열을동시에 생산해내는 매력적인 에너지원이지만 석유석탄  에너지원에 그늘에 가려  진가를 발휘하지 못했다.  하지만 화석연료의 한계와 신재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 연료전지가 새롭게 부각되고 있는 것이 요즘이다특히 온실가스 배출 규제가 강화되고 신재생에너지 발전에 대한 의존도가 높아지면서 연료전지의 필요성이 크게 대두되고 있다여기에 지속되는 연구개발로 생산가격이 크게 낮아지고 있고 높은 발전효율을 나타낸다는 점이 연료전지를 무대 전면에 등장한 요인이다태양광이나 풍력  재생에너지원과 비교하면 아직 폭발적인 성장세를 보여주지는 못하지만 연료전지 시장이 크게 성장할 것으로업계는 내다보고 있다.

 



 

 

조사기관들연료전지 시장 대폭 성장 예상

 

일본 후지경제가 최근 일본・아시아・북미・유럽   11개국을 대상으로 조사한 2011 연료전지 관련 기술시장의 장래 전망’에서 앞으로 연료전지 시장의 대폭 성장할 것으로 전망했다.

자료에 따르면 연료전지 자동차 부문은 2010 185대인 보급대수가 2025년께는  5,700 확대돼 105만대까지 늘어날 것으로예상됐다금액으로 환산하면 같은 기간 동안 시장규모는 56억엔에서 25,100억엔으로 늘어난 수치다.

가정용 연료전지 시장은 2025년에 이르면 2010 157억엔 수준에서 85배가량 성장한 13,335억엔의 시장을 형성할 것으로 추산됐다역시 일본이 상품개발에 있어 선도적인 위치에 있는 가운데 우리나라와 독일・영국・덴마크  유럽국가가 보급을 확대하고 있어 2015 이후에 시장형성이 기대된다.

독일에서는 2015년까지 800대의 연료전지시스템 실증을 수행하는 프로젝트가 추진되고 있다또한 유럽・캐나다・미국에서도시장 창출을 위해 다른 국가의 개발 프로그램에 참가하거나 가스회사와 연대 등을 적극적으로 추진하고 있다.

건물  발전용 연료전지 시스템 분야는 2010 545억엔에서 2025 8,610억엔의 시장을 형성한다는 관측이다인산형(PAFC)용융탄산염형(MCFC) 방식의 연료전지가 점포・상업시설・빌딩 등의 시설을 포함해 공장・데이터센터・창고 등에 활발하게 적용될 것으로 보인다.

인산형  용융탄산염형 연료전지 제조사는 미국에 있어 북미시장이 견인하고 있으며다음으로 열전병합설비의 도입을 추진하고 있는 유럽과 아시아 시장이 시장 확대에 크게 기여한다는 분석이다.

 

 

 

포스코파워・퓨얼셀파워이 국내 연료전지 시장 선도

 

전기자동차에 들어가는 2차전지에 비해 연료전지라는 단어는 사람들의 입에 오르내리는 경우가 적다때문에 많은 사람들이 우리나라가 연료전지 개발 수준이 선진국에 비해 크게 뒤떨어져 있거나 국내에는 시장이 아직 형성되지 않았다고 생각하기 쉽다.

하지만 국내 연료전지 개발 수준은 이미 세계적인 수준에 근접했고 국내시장 또한 해외기업이 호시탐탐 진출을 노리는 노른자위로 변해가고 있다.

국내 연료전지 개발을 선도하고 있는 기업은 단연 포스코파워다.

포스코파워는 최근 발전용 연료전지 시스템의 핵심설비인 스택 제조공장 준공식을 열었다.

이번 준공으로 포스코파워는 연료전지의 핵심 완제품을 자체 생산할  있는 체계를 갖추게 됐다특히 해외 기업 의존에서 탈피해 독자사업 기반을 구축하는  발전용 연료전지 국산화에 다가섰다지난해 4 착공한  1 만에 준공된  공장에서는 100MW 규모의 스택이 생산될  있다이는 일반주택으로 따지면  12만가구가 사용할  있는 연료전지에 들어갈  있는 양이다.

포스코파워가 생산하는 연료전지는 용융탄산염(MCFC) 방식으로 미국 퓨얼셀에너지(FCE) 원천기술을 갖고 있다포스코파워는 지난 2009 FCE로부터  제조기술 이전을 조건으로 주식을 취득 현재 최대주주인 상태다.

가정용소형 연료전지부문에서는 중소기업인 퓨얼셀파워가 저력을 과시하고 있다퓨얼셀파워는 최근 연료전지 종주국이라  있는 일본에 연료전지를 수출했다일본의 ‘카본-뉴트럴(탄소중립실증시스템 프로젝트 참여를 통해 10kW 1, 1kW 2  3대를 연료전지를 일본 쓰쿠바 대학  실증단지에 설치해 가동 중이다.

퓨얼셀파워는 지난 2005 1kW 가정용 연료전지에 이어 2009 10kW 상업용 연료전지 개발에 성공했으며 이번 일본 진출을 통해  기술력을 다시 한번 인정받았다.

퓨얼셀파워는 지난 2004 고분자 연료전지의 핵심부품인 막전극접합체(MEA) 셀스택을 국산화 했다또한 2006년부터2009년까지 가정용 연료전지 모니터링 사업을 통해 100여기의 1kW 연료전지 시스템을 전국에 설치해 실증 운전하고 있다.

연료전지와 관련 우리 기업  국내 시장의 성장세가 두드러지자 미국의 연료전지 전문업체 클리어에지파워는 아시아・태평양지역 공략 교두보를 우리나라로 택했다미국 오리건주에 자리잡고 있는 클리어에지파워는 지난 2003 설립된 연료전지 전문업체로 현재 5kW 제품을 생산하고 있으며, 15kW 제품도 개발 중이다제품 연계를 통해 100kW급까지 용량을 확대할 계획이다.

특히 5kW 고온 고체고분자형(PEM) 연료전지는 최근 한국가스안전공사의 시험인증을 통과해 국내 진출을 위한 준비를 마쳤다.

 

 

 

안정적 수소 공급 위한 연계시스템 구축 필요

 

전문가들은 연료전지의 장점을 살리는 동시에 에너지효율 극대화 차원에서  에너지원과의 최적의 조합을 찾는 것이 중요하다고 지적한다 원료인 수소를 원활하게 공급받을  있는 시기가 도래하기 전까지 이를 극복할  있는 연계 시스템을 구축해야한다는 것이다.

이와 관련국내외  사례는 연료전지의  원료인 수소를 공급하는 순환 모델을 구축했다는 점에서 주목할 만하다.

미국 신에너지 자본  청정기술의 사회시설구조 자금 관리청(NECCIF) 2,350만달러를 투자해 연료전지 프로젝트를 추진한다.샌디에이고 하수처리장에서 생산되는 하수오니(하수 침전물 찌꺼기) 발효해 신재생 연료인 바이오가스를 생산하고  바이오가스를 연료로  4.5MW규모의 대용량 연료전지를 3 설치하는 것이 프로젝트의 주요 내용이다.

폐기물로부터 가스를 생산하고 여기서 다시 수소를 얻어 연료전지를 가동하기 때문에 효율 측면에서 훌륭한 조합이라고   있다.

우리나라도 수소연료전지로 전기・열・수송용 연료를 공급하는 수소타운(H-Town) 시범사업을 추진할 계획이다. LNG 개질뿐만아니라 발전소  하수처리장・축산농가 등에서 발생하는 부생수소  바이오가스에서 수소를 추출공급하기 때문에 사업이 성공적으로 추진된다면 유사분야에서 연료전지의 활용이 크게 확대될  있다.

연료전지는  부품수로 보면  4,000여개까지의 부품이 필요한 거대한 부품 소재 산업인 동시에 시스템설치유지보수까지 필요하다.

기존 연료전지 산업과 다른 신재생 분야는 외국 기술을 도입하거나 기술 추격을 통해 기술개발이나 상업화가 이뤄져 왔다면 연료전지는 우리 자체 기술을 통한 한국형 제품으로 개발할  있다.

이렇게 되면 세계 시장에서 선점효과를   있으며 국내 부품 소재 산업에 새로운  시장을   있다아울러 국가 차원에서부품 소재 산업 외에도 기계・전자・화공  산업전반의 파급효과와 우수한 벤처기업 육성 효과를 거둘  있을 것이다.

이런 기회를 활용하기 위해선 정부차원의 장기적인 연구개발(R&D) 지원 프로그램이 필요하다아직까지 본격적으로 형성되지 않은 시장으로 인해 기업의 수익성이 떨어지고 이로 인해 기업들이 아직은 R&D 소극적이기 때문이다. 

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Posted by 매실총각

기기 주위온도 낮게 운전하면 부하 더 사용할 수 있어





Q. 안녕하세요. EOCR에서 CT가 전류를 검출하는데, 그 전류가 기동전류인지 과전류인지 어떤 방식으로 구분하여 D-Time, O-Time이 동작하는건지 궁금합니다.



A. EOCR에서 D-Time은 Motor의 기동 즉 스타트 시간은 무시하는 시간입니다. Motor를 기동할 때는 여러 가지 기동 방식이 있습니다만 와이 델타 기동방식에서는 정격전류 3~6배의 전류가 올라갑니다. 이때 보편적으로 D-Time을 6~8초 정도로 세팅을 합니다. 이 시간만큼은 트립이 되지 말라는 것입니다. 이 시간이 초과를 하게 되면 EOCR 이 동작을 하여 Motor를 보호 하기 위함입니다. 그리고 O-Time은 정격운전중에 정격부하의 초과로 부하가 걸릴 때 O-Time 시간만큼 시간이 경과하여 계속 전류가 걸릴 때 EOCR 이 동작을 하여 Motor를 보호하기 위함입니다. D-Time은 기동 시에 필요한 설정값이고 O-Time은 운전 중에 필요한 설정값이라고 생각하시면 됩니다.




Q. 1. 인버터는 주파수를 변화시켜서 모터의 속도를 변화시킨다고 알고 있습니다. 그런데 인버터는 VVVF이라서 주파수와 전압을 모두 변화시키잖아요? 여기서 질문, 왜 Variable Voltage! 전압까지 변화시키는 겁니까?

2. 그리고 인버터를 사용하므로써 전기 절감 효과가 있다고들 합니다. 만약 측정했을 때, 인버터입력측 전압: 440V, 전류: 40A이고 인버터출력측이 전압: 550V, 전류: 32A이라면 이것이 절감효과가 있는 것입니까? 결국 소비 전력은 입력 측에서 계산된 값으로 전기료로 내야 하잖아요? 즉, 인버터로서 절감을 한다는 말은 속도를 낮추어서 전기를 절감한다는 뜻인가요? 그렇다면 속도를 낮추었을 때 얼마나 전력절감을 할 수 있는 것일까요?

3. 마지막 질문. 인버터 디스플레이창에 디스플레이 되는 부하전류는 만약, 인버터입력측 전압: 440V, 전류: 40A이고 인버터출력측이 전압: 550V, 전류: 32A이라면 출력측 전류(32A)일까요, 입력측 전류(40A)일까요.



A. 1. 전압은(교류) 주파수를 포함하고 있는데 이것이 주파수와 비례하여 주파수가 커지면 전압이 높아지고, 작아지면 전압이 낮아집니다.

2. 당연히 전압이 낮아지면 그만큼 전류도 낮아진 것이기 때문에 그렇고요 (전압=전류×전압. 전류에 주파수가 포함되어 있음) 인버터 입력이 440V인터 출력이 550V로 더 높게 나온다는 것은 본적이 없네요. 상식상 440V 이상은 출력전압이 안 나와요.

3. 디스플레이되는 전류는 부하전류로 출력측 32A가 맞습니다. 제가 알기론 입력측과 출력측이 전류가 다르게 나오는데 차이가 8A 차이면 그만큼의 에너지 소비가 적게 된다고 합니다.




Q. F종일 경우 주위온도(40)+권선의 온도상승(100) + HOT SPOT(15) = 155도로 알고 있습니다.

그런데 의미 자체가 이해가 잘 안 돼서요 만약에 주위온도가 60도로 올라간다거나 반대로 주위온도가 10도로 내려가면 어떻게 적용을 해야하는지요 여러 가지 사례를 검색해보았는데 이해가 잘 안 돼서 질문드립니다.



A. 주위온도 40℃는 기기를 사용하는 주위의 최대 예상온도입니다. 여름철에 주위온도가 60도까지 올라간다면 그 기기의 온도상승 한도는 80도입니다. 해서 현재 주위온도 0도이고 기기온도가 80도라면 여름철 기기온도는 140도 이상 올라간다는 것입니다. 반대로 여름철 최대 주위온도가 20도라면 F종기기의 온도상승 한도는 120도가 되는 것입니다. 즉 기기의 주위온도를 낮게 운전을 하면 그만큼 부하를 더 사용 할 수 있다는 것과 같습니다.




Q. 전동기에 의한 팬을 구동하고 있습니다. 전동기는 380V 10마력이고 2,400rpm정도 입니다. 사용 조건상 그리고 시험장비 감속기 등의 사용없이 전동기의 속도를 사변해서 사용하고 있습니다. 인버터를 이해해서 고속운전, 저속운전으로... 고속시는 50Hz, 2,000rpm으로 운전하며 저속시엔 15Hz, 600rpm으로 운전되며 고속운전시간은 25분 저속운전시간은 20분입니다. 

사우나 기계실이라 온도가 30도에 가깝습니다. 운전을 3일 정도 하고 있는데요. 전동기에 저속운전시 소음이 나면서 코일카바에 열이 나고 있습니다. R, S, T 각 상의 전류를 체크하면 2% 정도의 차이가 발생하고 있는데요.

왜 전류의 차이가 생기는지 모르겠습니다? 그리고 인버터에 대하여 얄팍하게 아는 상식은 30Hz 미만으로 오래 동작되면 안 좋다는 정도를 알면서도 시간상 그리고 시험장비라 그냥 쓰고 있는데요. 인버터에 열나는 걸 우려해서 신선한 외부 공기를 전기판넬로 공급하고 있습니다. 그래서 괜찮지 않을까? 라고 생각하고 있는데요.

전동기에 소음과 열나는 것에 대해선 전혀 생각하지 못했던 상황입니다. 어떻게 이해를 하고 대처를 해야 할까요?



A. 2,400rpm 모터라면 당연히 그렇습니다. 모터 타입도 인버터형 모터 그냥 범용 모터 이 두 단계로 나뉘어집니다. 보통 범용 모터의 경우 정격대에서 사용하게끔 설계가 되므로 저속 영역에서는 효율성이 떨어집니다.

모터 효율이 떨어진다는 것은 그만큼 기계적인 손실이 많다는것을 뜻하고 이는 모터를 저속영역에서 구동시에 발열형상이 상대적으로 많게됩니다.

보통 인버터 연동 사용 시 10~60Hz(상기 모터 적용 240~2,400rpm) 영역에서 사용하게끔 권장하고 있습니다. 그 밑의 영역으로 구동 시에 위에 말한 효율이 떨어지는 현상이 심하게 되고, 심한 경우 데드밴드 동작안 하게 되는 현상도 발생됩니다. 보통 이 영역은 6Hz 미만입니다. 그래서 이 저속영역을 보강하기 위해서 인버터형 모터가 나오게 된거구요

저속으로 운전 시 당연 열이 올라가는데, 그 이유는 팬속도도 저속으로 돌기 때문에 열을 못 식히기 때문입니다. 이 두 가지 문제로 그러한 현상이 발생하는 듯 싶습니다. 그리고 열발생문제는 선풍기나 이런 걸로 따로 열을 식히면 되구요 절연등급이 얼마인지 모르겠는데 F클래스 등급 기준 모터 외함 온도가 100도 이하일경우 큰 문제가 되지 않습니다. 다만 수명이 줄뿐이죠.




Q. Fan Motor를 장시간 (2~3년) 오결선으로 사용을 했는데 이상이 없습니다. 380/220V 와이델타 Drive 쿨링 팬인데, 380전원에 델타 결선을 해서 사용해왔습니다. 

처음 입사 후에 드라이브 보드가 고장이 나서 그런가 보다 하고 선임들이 차단기를 따로 설치해서 팬을 사용해왔습니다. 그리고 2~3년 이 지난 지금 우연이 결선상태를 확인해 보니 오결선 이더군요. 상식적으로 Motor가 이상이 있을거라 생각을 하는데 왜 이상 없이 사용이 되고 있는지 선임에게 물어보니, 정확한 이유보다는 팬자체가 열을 바로바로 시켜줄 수 있어서 그럴수도 있지 않을까? 하고 대답을 해주시던데 아직 정확한 이유를 모르겠습니다 . 

즉 와이 결선으로 사용해야 하는 팬모터를 델타로 사용했는데 이상 없이 돌아가는 이유가 무엇일까요?

 


A. 먼저 어떻게 될 거라 생각을 하시는지? 기본에서 전압이 √3배 커져서 출력이 커진 상태가 되겠네요. 그러면 부하가 일정하다면 어떻게 될까요. 출력에 따른 전류가 1/√3으로 줄어들겠지요. 여기에서 생각해야 할 여러 가지가 숨어 있습니다. Motor Coil은 저항과 인덕턴스가 병렬로 존재하는 것과 같습니다. 기동이 완료하기 전에는 2차가 단락이 되어 정격의 6~7배 정도전류가 Motor가 갖는 병렬 Z에 의하여 흐릅니다. 결국 전압에 비례하여 전류가 흐른다는 예기이지요. 기동 시는 전압이 √3배 커지면 전류도 √3배 커져서 전력은 3배로 소모 열을 발생하지요. 기동 시 이때 대부분 소손이 됩니다. 기동이 되고 나면 토르크가 커져 슬립에 의한 유도 전력이 줄어들고 전류는 줄어듭니다만 Coil이 갖는 고유저항에 의한 전류는 √3배가 더 커져 서로 상반 된다고 볼 수 있습니다. 여기에서 줄어드는 전류와 커지는 전류가 변수입니다.

이것을 이해하려면 Y-델타 기동 시 전압을 낮추어 기동하는 것을 이해하셔야 됩니다. 소손이 안 된 이유는 기동시간이 그다지 길지 않았고 운전 시 전류가 적어져서 소손이 안된 것으로 추정합니다. 운전시 A를 측정해 보세요. 아마 Motor가 소손 되지 않았다면 전류가 정격전류보다도 훨씬 적었을것입니다. 이것은 어디까지나 낚시꾼의 추정입니다.




Q. 저는 Plant 전기 설계를 하고 있습니다. 이번에 Single Line Diagram을 작업하고 있는데 Breaker Size 를 구해야 합니다. 예를 들어 메인 부스가 3PH, 3W, 440V, 60Hz, 2,000A 라하고 Motor 용량이 30kW 일때 AF 와 AT 를 구하고 싶습니다. 어떻게 구하는지 알려주시면 감사하겠습니다.



A. 메인 부스 3PH, 3W, 440V, 60Hz, 2,000A는  30kW보다 충분한 용량이 되므로 Motor관련 차단기선정만 생각을 하면 됩니다. 차단기에서 중요한 요소는 차단정격전류용량과 정격전류입니다. 차단정격전류용량은 부하에서 단락사고가 발생할 때 차단기에 흐를 수 있는 최대허용 전류값입니다. 단락전류 계산은 단락 시 Z를 알아야하고 V에서 그것을 나누어야 합니다. V/Z = I입니다. 단락 시 Z는 변압기의 Z와 선로의 Z(차단기 2차 단락점)를 합한 것입니다. 해서 차단정격전류가 단락전류보다는 무조건 커야 합니다. 정격전류(AT)는 30kW Motor의 정격전류×3배이어야 합니다. 차단기 AF는 Frame 전류로 설치장소 등의 Space 등을 고려하여 선정합니다.




Q. 1. UVR: 부족전압계전기, 세팅값 이하로 전압이 떨어졌을 때 단락되어서 회로를 재구성한다고 합니다. EOCR은 어떤 기능인가요? 명칭은 어떻게 되나요? 

2. OCR: 과전류 계전기, 관전류를 차단해서 회로를 차단하는 기능입니다. OVR 어떤 기능을 하죠?

3. PT・CT도 전압과 전류가 허용치 이상으로 흐를 때 차단해서 기기를 보호하는 기능을 하는 건데 이런 설명으로 보면 UVR이나 OCR과 같은 기능을 하는거 같은데 PT, CT는 MOF에 흐르는 전류 전압에 관해서 동작하는 기능을 하는 건가요?

인터넷이나 자료 찾아보면 UVR과 EOCR이 같고 OCR과 OVR이 같은 기능을 하는거 같아서 명칭도 같던데 똑같나요? 아니면 잘못된 건지

4. 그리고 수배전실에서 정전이 되면 UVR이 트립이 되어서 메인VCB가동 → 발전기측 ACB가 가동이 되고 발전기가 동작이 된다는 것이 맞나요? 



A. 1. UVR(Under Voltage Relay): 부족전압 계전기는 전압이 세팅치 이하로 떨어졌을때 동작하여 (접점을 연결함, 스위치를 온 하는 것과 같음) 차단기를 차단할 수도 있고 뭐 다른 것 경보를 한다든가 그렇지요. 유도형 UVR 을 설명하면 시계 유사(스프링) 같은 것으로 원판을 접점쪽으로 힘을 가하여 놓고 전압코일에 세팅치 보다 높은 전압이 걸릴 땐 스프링 힘을 이겨 원판이 그대로 있어 접점이 이루어지지 않지만 전압이 낮거나 무전압이 되면 스프링 힘에 의해서 원판이 회전을 하여 접접을 닫지요.

EOCR: 이것이 나오기 전에는 그냥 OCR이라고 해서 모터 같은 것의 과전류 보호 계전기로, 원리를 설명하면 도선에 전류가 흐르면 열이 나지요. 이 열을 바이메탈에 전달하여 휘어지는 것을 이용하여 접접을 오픈시켜 차단하는 것이었는데, 조금 더 발전을 하여 전자식 과부하리레이(Electronic Over Current Relay) 라고 하지요. 앞에 설명한 리레이를 열동형 과부하리레이라 하면 이것은 전자식 과부하 리에이라 하지요. 원리를 간단히 설명하면 일단 부하에 흐르는 전류를 CT를 통해서 검출하여 이 전류의 양을 전자회로 (머 TR, 콤파레이타)등으로 비교하여 세팅치 이상이 되면 작동이 되도록 하였다.

2. OCR: (Over Current Relay) 과전류 계전기는 유도형 과전류 계전기를 설명하면 유사(스프링)의 방향이 1 번설명과 반대로 힘을 가하고 있다가 계전기의 전류코일에 어느 이상의 전류가 흐르면 스프링의 힘을 이겨 접점을 닫지요.

OVR: 은 (Over Voltage Relay)로서 계전기의 전압코일에 세팅 전압보다 높은 전압이 걸리면 스프링의 힘을 이겨 원판의 회전을 하여 접점을 닫지요.

3. PT・CT(Potential Transformer. Current Transformer)로서 몇백암페어가 흐르는 전기선을 배전반에 가져올 수 없지 않아요? 그리고 높은 고압 특고압을 배전반에 가져올 수 없잖아요? 그래서 CT는 2차 전류가 5A, PT는 2차전압이 110V 되게 한 변압기라 생각하면 됩니다. 이 전압 혹은 전류를 1번 2번에서 설명한 계전기의 전류코일 혹은 전압코일에 인가하여 과전압, 부족전압, 과전류를 측정하지요.

4. 정전이 되면 UVR동작 VCD차단 후 발전기 가동 후  발전기 ACB투입 아마 이렇게 되지요. 




Q. 초보 설계자입니다. 기존 안정기에 점등할 때, 위이잉 이런 소리가 납니다. 왜 이럴까 생각을 하지만 답을 모르겠어요. 부품이나 진동에 의한 소리일까요? 확실히 소리는 안정기에서 나는 건데 노이즈 필터가 문제일까요? 기본적인 안정기 테스트는 뭐가 있을까요?



A. 문제는 안정기가 전자식이 아니라, 기계식(자기식)안정기 이기 때문입니다. 기계식 안정기는 전자식과 달라 규소강판이 성층으로 이루어져 있어 철손실, 히스테리시스손실이 발생하게 됩니다. 철심에 코일이 감겨져 있어, 전류가 흐르게 되면 코일에 자계가 발생하여 손실이 발생하게 됩니다. 이렇게 되면 자속밀도도 상승하게 되죠! 그리하여 처음 점등 시에는 전류를 많이 사용하진 않지만 전자식 안정기에 비하여, 장시간 사용 시에는 전기사용량이 전자식안정기보다 많아지게 됩니다. 하지만 이와 달리 전자식안정기는 첫 점등 시에만 전기사용량이 많을 뿐 차츰 전류가 안정화되어 기계식안정기보다 효율이 높습니다. 

점등 시에 노이즈가 발생하여, 민감한 분은 신경이 많이 쓰일 수도 있습니다. 요즘에는 전자식 안정기 사용으로 이러한 문제점을 많이 줄었습니다. 전자식안정기를 사용하시면 이러한 문제점을 고칠 수 있습니다.




Q. 플레밍의 왼손법칙과 오른손 법칙 수많은 글을 읽어도 같은 말이라서 단지 외워질 뿐, 실제로 어떻게 이용을 하는 건지 모르겠네요. 실제 전동기 회전자의 회전축, 코일, 고정자와 왼손법칙의 힘의 방향, 자속의 방향, 전류의 방향 전동기가 왼손법칙의 원리라는데 실제 전동기를 보고도 왼손법칙으로 힘의 방향을 어떻게 매치하는지 잘 모르겠네요.



A. 엄지손가락은 힘이고 검지손가락은 자속이고 중지손가락은 전류에 해당합니다. 먼저 Motor에 전원이 들어가면 Motor Coil에 전류가 흐르면서 고정자에 자극이 생깁니다. 자극이 있으면 자력(흡인력)이 생깁니다. 자극은 R.S.T가 1초에 60Hz로 회전위상을 갖습니다. 그러면 R.S.T가 회전하면서 자력(흡인력)에 의하여 회전자를 돌려주는 것이 되고 그렇게 회전하는 것이 아라고의 원판 원리입니다.

그리고 N극에서 S극으로 자속이 흐르는데 그 자속(검지 방향)속에 도체를 놓으면 도체(회전자의 단락 편)에 전압이 유도되고 이때 흐르는 전류가 중지손가락 방향이 됩니다. 이 전류에 의하여 자속이 생깁니다. 그 자속은 주자속과 합하여지면서 한쪽은 증자되고 한쪽은 감자되어 힘(엄지손가락)이 회전방향으로 증가되는 역할을 합니다.

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Posted by 매실총각

지금 LED 업계는 ‘특허 소송중’


오스람・지멘스, 삼성, LG에 소송제기… 삼성, 오스람에 맞소송 나서




2011년 들면서 LED 시장이 본격 개화할 것으로 전망되는 가운데, LED 조명 업체들의 특허 소송이 벌어지고 있어 이목이 집중되고 있다. 

먼저 오스람이 삼성과 LG를 건드렸다. 핵심 사항은 오스람의 특허 중 하나인 ‘화이트 컨버전'. 화이트 컨버전은 LED의 푸른 빛을 흰색으로 바꾸는 기술이다. 

이에 대해 삼성은 맞소송으로 LG는 대응팀을 꾸리고 맞소송을 준비하고 있다고 한다. 

관련 업계에 따르면 세계 조명시장 1, 2위를 차지하고 있는 오스람이 하필 이때 소송을 제기한 것에 대해 ‘타이밍'이 묘하다고 전한다. 

한 관계자는 오스람의 특허 소송 제기에 대해 “오스람이 하반기 기업공개(IPO)를 앞두고 있는 상황에서 회사의 가치를 높이기 위한 전략"이라고 분석했다. 그 이유는 이렇다. 오스람의 주요 특허 중 하나인 ‘화이트 컨버전' 특허가 지난 2월 유럽에서 무효 판결을 받고, 국내서도 특허 무효 소송이 진행되고 있는 만큼 특허가 없어지기 전에 소송을 제기해 관심을 끌기 위한 것. 특히 오스람이 삼성을 상대로 건 10건 중 5건이 이 화이트 컨버전과 관련한 특허라고 한다. 

또 다른 관계자는 “오스람이 삼성과 LG, 두 개의 기업을 상대로 동시에 특허 소송을 진행하는 건 이례적인 일"이라며 “주력 특허인 화이트 컨버전이 유럽에서 무효 판결을 받고, 한국이나 미국 등에서도 어떻게 될지 모르는 상황이기 때문에 진행하는 것"이라고 말했다.




삼성LED, 발빠른 대응으로 진화나서   





삼성은 최근 스마트폰 관련 애플과의 소송 해프닝으로 가뜩이나 이미지가 손상되어 있는 상황에 LED에서 이렇게 불거져 나오자 초기 강경대응으로 나서고 있는 모습니다.  

삼성LED(대표 김재권)는 최근 서울중앙지법에 오스람코리아 등을 상대로 특허침해 금지 및 손해배상 청구 소송을 제기한 것. 삼성LED는 이왕 밀어 붙이는 김에 오스람코리아와 오스람의 제품을 판매하는 바른전자, 다보산전 등을 함께 제소했다.

삼성LED가 침해당했다고 주장한 특허는 LED 조명용 렌즈와 고출력 칩구조에 관한 기술 등 8건이다.

삼성LED 관계자는 “이 특허 침해 소송은 오스람이 미국 지방법원과 독일 등에 삼성LED를 상대로 낸 특허 침해 소송에 대한 대응 차원"이라며 “미국 등 해외 지역에서도 빠른 시일 안에 추가 소송을 제기하겠다"고 말했다.

삼성LED IP법무팀장 관계자는 “오스람이 제기한 특허 침해 주장을 무력화 할 수 있는 증거와 오스람이 삼성의 특허를 무단으로 사용했다는 증거를 확보했다"며 “오스람 외 제3자에 대해서도 삼성LED의 특허 보호를 위한 모든 수단을 강구할 것"이라고 말했다. 

하지만 삼성은 또 다른 글로벌 업체와 맞서게 됐다. 오스람에 필적하는 지멘스가 그 상대다. 지멘스는 최근 삼성과 LG를 상대로 LED 조명 기술과 관련한 특허 침해 소송을 제기했다.

지멘스가 독일 함부르크 법원과 미국 국제무역위원회(ITC), 델라웨어주 월밍턴 지방법원에 삼성과 LG가 LED 조명 관련 기술 특허 침해로 제소했다고 최근 뉴욕타임스(NYT)가 보도했다.

삼성LED 관계자는 “LED 패키지와 파란 빛을 흰 빛을 바꾸는 기술에 대해 특허 소송을 제기한 걸로 안다"며 “지멘스는 삼성전자와 삼성LED를 상대로 했다"고 말했다. 이어 “LED 패키지 구조나 색 전환과 관련한 특허는 수백가지가 넘는다"며 “우선 상황을 확실히 파악한 뒤에 대응 방안을 마련하겠다"며 당황한 기색이다. LG전자 관계자도 대책 보다는 내용 파악이 우선이라고 전했다. 

관련 업계에선 지멘스의 소송에 대한 정확한 내용이 없어 정확한 것은 더 두고 봐야 한다며, 소송관련 진행에 대해 조심스럽게 관측하고 있다.




LED시장 선점 위한 계산된 전략?

이처럼 국내 LED 업체를 상대로 제기된 특허 소송은 주로 해외 기업들이다. 그것도 글로벌 선두업체들이다. 물론 상대도 국내 LED ‘빅3'라 할 수 있는 삼성, LG, 서울반도체 등이다. 

관련 업계에 따르면 오스람, 필립스가 국내 업체를 대상으로 진행하고 있는 LED 특허 침해 소송에서 관련된 특허건수는 총 20건을 넘는 것으로 나타났다. 오스람은 삼성에 10건, LG에 12건의 특허 침해 소송을 제기했다. 또 필립스도 서울반도체에 5건의 특허 침해 소송을 제기한 상태다. 지멘스도 삼성과 LG를 상대로 소송을 제기했다. 

이에 일단 국내 업체들은 맞소송으로 대응하고 있지만 쉽지는 않는 일이라는게 업게 중론이다. 

업계 전문가들은 이같이 LED 업계 소송은 개화를 앞두고 해외 기업이 국내 기업에 대한 견제로 분석한다. 서울반도체는 이미 니치아와 소송을 진행하면서 수백억원의 소송 비용이 발생한 사례도 있다. 때문에 맞소송 등이 쉽지 않은 것도 현실적인 문제로 지적되고 있다. 

특히 오스람은 삼성에 대해 LED 특허 크로스라이선스(특허상호실시허락) 기간이 만료하자마자 소송을 제기해 그 타이밍이 계산된 전략적 소송이라는 풀이가 대세다. 

하지만 국내 업체들은 나름대로 맞소송을 위한 준비를 철저힌 해 온 것으로 타나났다. 업계 관계자에 따르면 “몇 년 전과 달리 최근 국내 LED 업체는 특허와 관련한 준비를 철저히 해왔고 기술 확보에도 노력하면서 힘을 키웠다"며 “우선 판결이 나와봐야 알겠지만 수백억원의 소송 비용이 발생하거나 사업을 추진하는 데 어려움을 겪을 정도는 아니라고 보고 있다”고 말했다. 

또 다른 업계 관계자는 “삼성, LG뿐 아니라 서울반도체를 포함한 국내 유력 LED 업체에 대한 특허 소송은 꾸준히 있었다"며 “그리고는 흐지부지 없던 일로 된 경우가 많았다. 이 번에도 큰 시장이 열리기 전인 LED 조명에 대해 국내 업체를 견제 차원일 수 있다"고 분석했다. 

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Posted by 매실총각
2013. 1. 8. 14:23

격려의 기술, 존중의 기술 전기산업특집2013. 1. 8. 14:23

격려의 기술, 존중의 기술


지난호(6월호)에 이어 부하직원을 고성과자로 만드는 핵심기술 네 가지 포인트인 칭찬의 기술과 질책의 기술에 이어 격려의 기술, 존중의 기술을 싣는다. 





세 번째 포인트: 격려의 기술


지시와 명령보다는 스스로 생각하도록 하라

하나부터 열까지 너무 심하게 지시와 명령을 내리다 보면 오히려 부하의 자발성과 적극성을 말살시킬 수 있다.

그렇게 되면 부하는 어느새 주어진 업무만 하면 된다고 생각하게 된다. 그러므로 “이렇게 저렇게 해주게”라고 지시하기보다는 “이렇게 해보는 것이 어떨까?” “이렇게 하고 싶은데 자네 생각은 어떤가?”라고 때로는 제안이나 질문을 던져보는 것도 좋은 방법이다. 부하가 스스로 생각하도록 함으로써 적극성을 이끌어낼 수 있기 때문이다.

부하 입장에서도 주어진 일보다는 자신의 의견을 내거나 제안한 일을 할 때 더 큰 보람을 얻는 것은 당연한 일이다.



부하직원의 능력에 맞춰 목표를 설정하라

부하의 사기를 높이고 능력을 키워주려고 할 때는 목표를 설정하는 것이 효과적이다. 사람은 명확한 목표가 제시될 때 비로소 효율적으로 노력할 수 있다. 그러나 목표를 어떻게 설정할 것인가에 대해서는 좀 더 고민해 볼 필요가 있다.

성장하는 속도는 개인별로 차이가 있으므로, 이 방법은 부하가 일에 대한 의욕과 향상심이 강한 유형일 때 효과를 볼 수 있다. 그러나 상대가 견실하고 내성적인 유형일 때는 좀 더 낮은 목표를 설정했을 때 더 좋은 성과를 거둘 수 있다.

또한 마감시한을 잘 지키지 못하는 직원에게는 가능한 한 목표를 자세하게 세우게 함으로써 작은 성취감들이 동기부여가 되어 시한 내에 일을 끝낼 수 있도록 해야 한다.

이와 같이 부하의 실력과 특성에 걸맞은 목표를 세웠을 때 가장 큰 효과를 발휘할 수 있다.



때로는 부하직원에게 압력을 가하라

평소 상사인 당신은 이런저런 방법들을 써서 부하들의 사기를 높여주려고 노력하겠지만 상대에 따라서는 좀 더 강력한 방법을 써야 할 때도 있다.

예를 들어 능력은 있으나 의욕은 없는 부하가 있을 경우 “자네가 안 하면 누가 하겠어?”라며 강한 압력을 가해 그 일을 할 수밖에 없도록 일부러 상황을 만들 필요도 있다.

아니면 “이 일을 맡기고 싶은데, 김 주임한테는 좀 무리일까?”라고 말하면서 상대방을 도발해보는 것도 하나의 방법이 될 수 있다. 이 처럼 하나의 조직을 꾸려가는 상사는 부하에게서 최대의 능력을 이끌어내기 위해서 때로는 능수능란하게 부하직원과 고도의 심리전을 펼칠 줄도 알아야 한다.





네 번째 포인트: 존중의 기술


신뢰관계를 만들 수 있도록 중요한 업무를 맡겨라

부하직원의 능력을 이끌어내는 최선의 방법은 중요한 업무를 맡기는 것이다. 중요한 업무를 맡긴다는 것은 곧 권한을 위임한다는 뜻으로, 그러한 일을 맡은 부하는 ‘상사가 나를 신뢰해주는구나!’하고 업무에 대한 책임감을 느끼게 된다.

따라서 자연스럽게 적극성이 생겨난다. 그리고 스스로 생각하고 행동할 줄 알게 된다. 다소 걱정이 되더라도 일을 맡겼을 때는 불필요한 잔소리나 간섭을 하지 말아야 한다. 그것이 바로 신뢰한다는 증거다.



부하직원을 적극적으로 의지하라

부하직원에게 지시나 명령을 내리는 상사는 얼마든지 있으나 부하를 상담 상대로 삼는 상사는 많지 않다. 그런데 이와 같은 간단한 계기를 통해서도 부하직원의 사기를 높이는 것이 가능하다.

원래 상담이란 신뢰하는 상대하고만 하는 법이다. 그러므로 상사에게 상담 상대가 되어달라는 요청을 받은 부하직원은 ‘내가 이렇게 의지가 되는 사람이구나!’라고 느끼면서 상사에 대한 믿음을 더욱 돈독히 가지게 된다. 

또한 이렇게 상담뿐만 아니라 부서장회의에서 논의된 내용들을 전달해주거나 요즘 회사가 어떻게 돌아가고 있는지를들려주는 것과 같이 일상적인 커뮤니케이션을 통해서도 부하직원을 긍정적인 마인드로 만들 수 있다.



부하직원을 존중하라

상사가 부하에게 의지하고 그를 믿는 것은 부하직원을 동료로서 인정한다는 뜻이다. 이는 부하직원에게 있어서 다른 무엇보다 더 큰 동기부여의 계기가 될 수 있다.

부하의 사기를 높이는 대화의 기술이나 말들은 사실 모두 ‘부하직원을 존중한다’는 한가지 사실로 귀결된다. 그와 같은 상사의 자세는 반드시 부하직원에게도 전달될 것이며, 직원들 역시 당신의 기대에 부응하여 역량을 발휘할 것이다.

부하직원들이 회사 일에 의욕을 보이지 않는다고 한탄하기 전에 상사인 당신의 태도를 한번 돌아보자. 당신은 부하직원을 얼마나 신뢰하고 있는가? 당신은 그를 얼마나 인정하고 있는가? 평소 당신이 부하직원을 존중하고 있었다면 그들도 역시 의욕을 가지고 자기 업무에 임하고 있을 것이다. 

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2020년까지 모든 공공기관이 LED 조명 쓴다” 



정부, ‘LED 조명 2060 계획’ 발표, 지자체도 적극 나서 



LED 조명은 LED 산업의 꽃이다. LED 산업 발전은 결국 LED 조명이 얼마만큼 쓰이느냐에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 때문에 정부의 정책 지원은 LED 조명 활성화에 집중돼 있다. 정부는 수년전부터 LED 조명 활성화를 위한 정책을 준비해 왔는데, 지난 6월초 ‘LED 조명 2060 계획’을 발표하면서 본격적인 포문을 열었다.  

정부는 6월 8일 제11차 녹색성장위원회 보고대회에서 관계부처 공동으로 ‘녹색 LED 조명 보급 활성화 방안’을 확정 발표하였다. 

그동안 정보는 2006년 ‘LED 조명 15/30 보급프로젝트’, 2008년 ‘LED 산업 발전전략’ 등 정책을 수립하고 지자체, 공공기관을 중심으로 국내 LED 산업을 지원해 왔다. 그 결과 지자체에는 14%, 공공기관 8%를 보급했으며, LED 업체수로는 2006년 260개에서 2010년 830개로 늘었으며 최근에는 대기업도 본격 진출했다. 

그러나, 국가 전체 LED 조명 보급률은 2010년 기준 2.5% 내외로 미흡하다고 보고 보급을 활성화하기 위한 추가대책 마련이 요구됐다. 또한, 2020년 국가 온실가스 감축목표 달성을 위해서는 국가 전체 전력사용량의 17.3%를 차지하고 있으나 효율개선 여지가 매우 높은 조명부문을 LED 조명으로 조속히 교체할 필요성이 제기되기도 했다. 

이에, 2020년까지 LED 조명 비중을 60%까지 확대하기 위한 “LED조명 2060계획(중장기 LED보급 로드맵)”을 제시했다. 

이번 방안은 2020년까지 LED 조명 보급률을 국가전체 60%, 공공기관 100%를 달성한다는 목표다. 이를 위해 ① LED 조명 보급 로드맵 수립, ② 공공부문의 대규모 시장 창출, ③ 민간부분의 LED 조명 수요 확산, ④ 보급기반 구축 등 4개 분야로 나누어 추진할 계획이다. 

LED 조명 2060 계획 주요내용을 살펴보면 우선 2015년 국가전체 LED 보급률은 30%로 올리고 2020년에 60%를 달성하며, 공공기관은 2015년 60% 완료하고 2020년에 100% 달성한 다는 목표다. 

공공부문 시장창출을 위해 2013년까지 대규모 공공기관 LED 조명 보급사업을 추진하여 공공부문이 앞장서 LED 조명을 교체해 나갈 계획이다. 지하철과 대중교통, 가로등, 터널조명 등 도로・교통시설 조명은 2012년부터 LED 조명으로 교체를 추진하고 아울러, 실태조사를 거쳐 학교 등 교육시설도 단계적으로 LED 조명 설치사업을 추진할 예정이다. 

특히 지자체의 보급의지, 예산확보 능력 등을 고려하여 LED 조명 시범도시를 선정해「LED 조명 특화도시」로 조성해 나갈 계획이다. 







민간 건물 주택 LED 사용 의무화 확대 

민간 건물과 주택의 LED 등 고효율조명 사용 의무화를 단계적으로 확대해 나갈 방침이다. 

건물의 경우 ‘건축물 에너지절약 설계기준’ 개정을 통해 LED 조명 설치에 따른 배점비율과 점수를 강화하여 LED 등 고효율조명 설치확대를 유도한다. 특히 옥외등, 지하주자창용, 유도등 등에 LED 등 고효율조명 설치를 단계적으로 의무화하기로 했다. 

신규 공동주택은 ‘친환경주택의 설계기준 및 성능’ 규정을 개정하여 지하주차장 등에 LED 등 고효율조명 설치를 의무화하며, 기존 주택은 개・보수시 LED조명 교체를 유도해 나갈 계획이다. 

보금자리주택, 도시개발사업 등 공공기관 발주 대규모 개발사업에 대해서는 LED 등 고효율조명 설치 의무화를 검토해 나가는 한편, 주유소 등의 옥외간판은 옥외광고물 관리법 등을 개정하여 LED 등 고효율조명 사용을 확대할 계획이다. 

이와 함께 LED-ESCO 저리융자 단계적 확대(’11년 500억원 → ’15년 3,000억원 지원), LED조명 투자에 대한 세액공제 일몰(기존 ’11년까지) 연장 추진 등으로 초기 투자에 따른 자금부담을 완화하여 대규모 민간수요를 창출한다. 

특히 LED-탄소 캐쉬백 제도를 시범운영하여 LED 조명 가격 30% 인하효과를 통해 전체 조명 수요의 26%인 개별 소비자들의 수요 확산을 유도하기로 했다. 

전통시장, 소상공인 광고간판 등 자발적 교체가 어려운 대규모 서민 수요처에는 ’15년까지 1,000억원을 투입하여 설치자금의 최대 75%까지 보조금을 지원함으로써 LED Divide를 적극 해소해 나갈 계획이다. 

보급기반 구축을 위해 R&D투자 확대로 효율향상과 가격하락을 유도하고, 유통중인 LED 제품 사후관리 강화 등으로 품질 및 소비자 인식을 개선하며, 대・중소기업간 유기적 협력체계를 구축(LED 산업포럼 신설)하여 동반성장의 성공모델 창출키로 했다. 

정부는 LED 보급 정책이 결실을 거둘 경우 2020년에는 50만kW 화력발전소 7~8개를 대체하는 에너지절감 및 LED 산업이 현재의 반도체산업(410억달러) 규모로 성장할 것으로 기대하고 있다.




서울, 대구, 광주, 대전… 투자 유치 등 지원나서 

정부의 정책의 실현은 지자체를 중심으로 활발하게 진행되고 있다. 올 1월 서울시를 비롯해 연이어서 대구, 대전, 광주시가 LED 산업 발전을 위해 손발을 걷고 있다.  

서울특별시와 서울산업통상진흥원(SBA)은 올 1월 19일부터 21일까지 일본 도쿄 빅사이트에서 개최하는 LED/OLED 분야 전문 박람회인 “제3회 동경 LED/OLED 조명기술 박람회”에 국내 유일의 단체관을 구성하여, 서울 소재 LED분야 유망 중소기업의 참가를 지원했다. 참가기업은 모두 9개사로서 참가품목은 LED 조명장치, 제조장비, 검사/측정/시험 장비, 부품재료, 소프트웨어, 조명모듈 및 시스템 등이다.  

서울시는 2010년에 미국 샌프란시스코 태양광박람회를 비롯한 3개 박람회에 25개 중소기업이 참가하도록 지원하여 약 3천만 달러의 상담실적을 올린 바 있다. 서울시는 향후에도 녹색 중소기업의 해외시장 진출을 위해 다양한 지원사업을 추진해 나갈 계획이다.

대구시는 삼성LED와 일본 스미토모화학 사파이어 웨이퍼 합작회사를 대구로 유치했다. 친환경 고효율 미래 광원인 LED 산업에 대한 대구시의 육성정책, 지역기업과의 동반성장, 기업의 니즈에 대응한 맞춤형 투자제안 등 적극적인 투자유치 활동의 결과다. 대구시는 성서 5차 첨단 산업단지 내 제조시설 건립부지를 제공하고 입주 및 기업 활동에 필요한 행정적, 재정적 지원하기로 했다. 이번 투자협약을 계기로 삼성LED와 스미토모화학은 산업단지 내 110,719m2 부지에 올해 10월 공장 준공하고 2012년부터 본격 가동할 계획이다. 

대구시는 투자유치에 대해 첫째, 원천기술 보유기업 유치로 정부의 LED 산업육성정책에 힘입어 주력산업 도약의 계기가 되며 둘째, 전통산업에서 탈피, 부가가치가 높은 산업의 생산거점 도시로 대구가 탈바꿈하여 지역관련 산업 동반 상승효과가 기대된다고 밝혔다. 

광주시는 LED 산업을 핵심전략산업으로 육성시키고자 관련기업을 적극적으로 유치・지원해 저탄소 녹색성장의 선도 도시로 발전시켜 행복한 창조도시로 만들어 나갈 예정이다. 

시는 초기 LED 수요창출을 위해 올해 신설도로 5개소와 신축 공공건축물 13개소 등 총 18개 현장에 42억원의 예산을 투입, LED 조명등 8,273개를 설치 할 예정이다.  현재 신설도로구간인 국도 49호선 등 5개 도로개설 사업에 28억원을 투입, LED 가로등과 LED 보안등 1,838 등을 시공 중에 있으며, CGI센터 건립공사 등 신축 공공건축물 13개소에 14억원을 투입 LED 조명등 6,435개를 시공 중에 있다. 

광주시 관계자는 “LED 산업을 신성장 고부가가치 미래 핵심산업으로 육성하기 위해 향후 시에서 발주하는 야구장 등 체육시설, 광주학생독립운동 기념도서관 등 공공시설, 신설도로 등에 설치되는 조명을 LED 조명등으로 시설해 광주시가 광산업의 실질적인메카로 자리 잡을 수 있도록 만들어 가겠다”고 말했다.  

대전시는 광고물 관련법상 설치기준에 부적합하고 허가・신고를 득하지 않은 LED사용 전광판 등에 대해 특별정비에 나선다. 

시에 따르면 LED사용 전광판이 무분별하게 설치돼 도시경관을 해침에 따라 오는 8월 31일까지 특별 정비기간으로 정하고 각 자치구별로 정비를 실시한다고 6월 9일 밝혔다. 

시는 최근 LED 보급으로 화면 변환형 전광판이 주요 가로변을 중심으로 지속적으로 증가하고 있으며, 업소(광고)주들이 설치기준 및 허가・신고 절차를 준수하지 않고 임의로 설치해 이로 인한 과도한 인공조명 발산으로 빛 공해 유발 등 생활환경 저해가 우려돼 실시하게 됐다는 설명이다. 

옥외광고물등관리법 상 LED사용 표시방법은 차량진행방향과 직각이 되게 표시하는 경우 광고물 하단은 지면으로부터 10m 이상, 교통신호기로부터 직선거리 30m이내에는 빛이 점멸하거나 신호등과 같은 색깔을 나타내는 광고표시금지(단, 지면으로부터 높이가 15m 이상인 곳에 표시하는 경우 제외) 등 설치기준에 제한요소가 많은 편이다. 

이에 따라 시는 주요 네거리, 주택가 근접지역 등 LED사용 광고물이 다수 분포된 일정 지역을 구별로 선정해 우선적으로 정비를 추진하고 점차적으로 정비지역을 확대해 나갈 방침이다. 

또 구별 정비구역을 선정 후 해당구역 LED사용 광고물 전수조사를 실시해 부적합 광고물 설치 업소(광고)주에게 계도 및 자진철거를 유도하고, 이에 따르지 않을 경우 관련법에 의해 행정처분을 실시할 계획이다. 

시 관계자는 “앞으로도 우후죽순 늘어나고 있는 LED불법 전광판을 지속적으로 정비해 깨끗한 도시미관 조성에 최선을 다 하겠다”며 “업소에서는 LED조명 광고사용으로 인한 빛 공해 방지와 함께 에너지절약의 일환으로 조명광고를 자제하는 등 적극적으로 협조해 줄 것”을 당부했다.

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LED, 글로벌 290억 규모 ‘황금알’시장



자동차・의료・농수산 등 융합 녹색시장 각광… 기업 시장 주도권 쟁탈전    




2010년 306억 달러(약 33조3,540억원)에서 2020년 2,600억 달러(약 283조4,000억원) 규모로 급성장이 예상되는 ‘황금알’ 시장. 자동차, 의료, 농수산 등 고부가가치 융합이 가능한 녹색시장. 바로 발광다이오드(LED) 시장이다. 이 시장의 주도권을 잡기 위한 글로벌 조명 전쟁이 시작됐다.

단적으로 미국 필라델피아에서 열린 세계 최대 조명기기 박람회 ‘LFI(라이트페어 인터내셔널) 2011’은 ‘똑똑한’ LED 조명의 각축장이었다.

LED는 전기에너지를 받으면 빛을 내는 반도체 기반의 신(新)광원. 이 중 빛의 세기와 파장을 제어할 수 있는 LED 조명은 조명산업을 첨단 전자기기 산업으로 변모시켰다는 평가를 받고 있다.

LED의 핵심소재인 사파이어 웨이퍼는 LED 시장의 성장과 함께 수요가 증가하고 있다. 사파이어 웨이퍼의 안정적인 수급이 LED 사업의 핵심 경쟁력이 되고 있다. 시장규모는 2009년 2억3천만달러에서 2011년 9억1천만달러, 2014년 14억7천만달러 규모로 급성장이 예상된다. 

LED 조명은 첨단 광기술을 융합한 21세기 신 광원으로 일반조명대비 소비전력이 1/10수준이며, 사용수명은 5만 시간 이상으로 색상과 밝기를 다양하게 연출할 수 있다. 인간의 감성을 자극하는 감성화 기술을 접목할 수 있어 감성과 개성이 있는 도시 이미지 창출이 가능해 차세대 조명으로 주목받고 있다. 

LED 시장은 LED TV의 본격 상용화에 따른 LED BLU(백라이트유닛)의 수요 증가 등 LED 응용분야의 급격한 확대로 대규모 생산능력 확충이 필요한 상황이다. 

실제로 시장조사기관 Strategies-Unlimited 등에 따르면 글로벌 LED 시장은 지난해 52억달러에서 2013년 약 127억달러로 연평균 20%의 고성장이 예상되며, 2015년에는 240억달러 규모로 지난해 전 세계 D램 시장과 동등한 수준이다. 특히 LCD용 BLU의 경우 2013년까지 연평균 약 60%로 급격하게 성장하며 LED 시장을 견인할 전망이다. 








대・중소기업 - 외국계 각축

‘빛의 반도체’ 시장을 잡기 위한 국내 기업들이 속속 관련 시장에 뛰어들었다. 

삼성전자와 삼성전기가 합작해 2009년 삼성LED를 세우고 LED칩과 조명사업에 뛰어든 데 이어 포스코가 서울반도체와 손잡고 포스코LED를 설립했다. 현대백화점그


룹은 현대그린푸드를 통해 LED조명업체인 반디라이트를 인수하며 조명사업에 시동을 걸었다. 

업계 관계자는 “LED 조명 관련 업체들이 500~600개사에 이를 정도로 시장경쟁이 심화되고 있다”고 말했다. LED 조명 시장에 뛰어든 기업들은 늘어났지만 가격이 최대 5만원에 이르는 LED 제품이 소비자들에게 외면당하면서 업체들의 부담도 가중됐다. 올 초에는 경영악화로 LED 조명업체인 중앙엔룩스가 부도를 낸 데 이어 화우테크놀러지마저 재고 누적으로 적자에 빠졌다. 이 회사는 결국 지난달 동부그룹 계열사인 동부하이텍과 동부CNI에 경영권을 넘겼다. 

특히 최근에는 대기업들이 잇따라 1만원대 제품을 내놓으면서 중소업체들까지 비상이 걸렸다. 업계 관계자는 “대기업을 중심으로 본격적으로 LED 가격 인하 경쟁이 시작된 셈”이라며 “LED칩을 값싸게 확보할 수 없는 중소기업들의 부담이 가중되면서 생존경쟁이 더 치열해질 것”이라고 말했다.

삼성LED가 1만원대 LED(발광다이오드) 전구를 내놓으면서 가격 경쟁이 불 붙었다. 국내 시장에 가정용 LED 전구가 등장한 지 1년 만에 가격을 절반가량 낮춘 제품이 나온 것. LG전자가 올 상반기 중 1만원대 제품을 출시하고 세계 조명시장의 큰손인 필립스도 연말께 1만원대 제품을 내놓을 예정이어서 LED 조명 시장의 가격인하 경쟁이 한층 격화될 전망이다. 

삼성LED가 내놓은 제품은 60와트(W) 백열등 대체용이다. 가격은 1만8,900원. 같은 크기의 LED 전구가 3만원대에 대형 마트에서 팔리고 있는 것과 비교하면 가격을 크게 낮춘 셈이다. 삼성LED는 이마트, 디지털플라자 외에도 홈플러스, 롯데마트, 전자랜드 등으로 판매 채널을 넓혔다. 삼성LED는 자체 생산한 멀티칩을 사용하고 독자 회로설계를 통해 공정을 단순화해 가격을 낮출 수 있었다고 설명했다. 

LG전자도 소비전력이 7~8W급인 제품을 올 상반기에 내놓기로 했다. LG이노텍에서 LED칩을 공급받아 전자제품 대리점인 베스트숍을 통해 전구를 판매하고 있는 LG전자는 2분기 중 1만원대 제품을 출시하기로 했다.




누가 LED 조명 시장을 선점할 것인가

LED 조명 시장을 선점하기 위해 각국 정부와 업계는 분주하다. 미국은 고효율 파워칩을 개발하기 위해 2020년까지 10년간 5,000억원을 투자한다. 정책보조금(중국), 에코포인트(일본) 등 LED 조명 시장 활성화를 위한 제도적 뒷받침도 있다. 유럽연합(EU)은 2013년부터 백열전구를 시장에서 퇴출시킨다.

한국은 2015년까지 국내 조명의 30%를 LED 조명으로 교체할 계획이다. 한국은 2009년 LED TV를 세계 최초로 상용화하면서 단기간에 LED 산업 주요국으로 떠올랐지만 내년부터 본격화할 LED 조명・융합산업의 경쟁력은 취약한 것이 사실이다. 국내 대기업은 조명산업 노하우가 부족하고, 중소기업은 특화 기술력이 없는 영세한 구조다.

한편 글로벌 조명 빅3는 최근 부품업체들과 협력체제를 구축해 전 공정 수직계열화를 완성하고 치열한 가격 인하 경쟁에 나서기 시작했다. 빅3는 현재 세계 조명시장의 50%, 한국 시장의 60% 이상을 장악하고 있다.

현재 LED 조명은 낮은 전력소모량과 긴 수명, 작은 크기에도 불구하고 기존 조명보다 가격이 비싸 정부의 LED 조명 장려책에 따라 공공부문 시장부터 열리고 있는 상황이다. 삼성LED, LG전자, 필립스, 금호전기 등 국내외 주요 LED 업체가 이달 말부터 1만원대의 보급형 LED 조명을 출시하는 등 LED 시장에서 경쟁이 심해지고 있다. 

국내 LED 조명시장에선 필립스 외에 삼성과 LG, 포스코 등 주요 대기업과 중소기업들이 LED 조명을 미래성장동력으로 삼고 사업을 준비하고 있다. 

한편 최근 한국LED보급협회는 대기업의 LED 조명 시장 진출을 반대하는 ‘LED 조명분야 중소기업 적합품목 선정 촉구 결의안’ 을 채택해 관심을 모으고 있다.   

대기업들이 속속 중소기업들이 주력하던 LED 조명분야까지 진출하며 수백에 이르는 중소기업을 존폐 위기에 몰아넣고 있다는 게 이번 결의안 채택의 이유다. 

중소기업의 입장에서는 막강한 자본과 규모를 앞세운 대기업들을 정면으로 상대하기가 버거운 것이 사실. 하지만 이들의 국내 대기업들의 LED 조명 시장 진입 등을 제한한다고 해서 그 혜택이 중소기업으로 돌아가지 않는다는 점에서 일부 반대 의견도 나오고 있다. 바로 글로벌 조명업체인 오스람, 필립스 등과의 경쟁할 수 있을 것인가른 반론이다.  

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Posted by 매실총각