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LS산전 '고효율 인버터' |
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회원지원팀 |
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2013-09-30 10:45:26 |
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4,175회 |
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LS산전 '고효율 인버터'
'인버터, 전력산업 정책 전환기 중심'
설치시 37% 절전효과… 정부 등 각종 지원제도 시행
투자비 회수기간 2~3년, 적용률은 선진국의 1/4 수준
지난해 준공된 IFC 서울오피스 빌딩. 3만3,057㎡ 부지에 최대 55층 3개 동으로 구성된 이 빌딩은 상주인구만 2만5000명에 달한다. 연간 사용하는 전기량만 따져도 천문학적인 수치를 기록하지만, 빌딩 측은 실제 전기 사용량의 약 65%만 지불하고 있다. ‘제5의 에너지’로 불리는 에너지 절약 및 효율성 제고를 통해 나머지 35%의 전기를 절감하고 있는 것이다.
전력 생산량은 한정된 반면 수요의 급증에 따라 해마다 전력 대란에 대한 우려가 높은 상황에 직면해있는 우리의 현실에서 IFC의 이같은 모습은 관심을 끌기에 충분하다.
지속적인 에너지 소비의 증가. 그리고 갈수록 힘들어지고 있는 전력설비의 신·증설. 이는 우리의 전력산업 정책이 일대 전환기를 앞두고 있다는 의미를 내포하고 있다. 이의 일환으로 갈수록 중요해지는 것 가운데 하나가 수요관리다.
실제 정부에서는 수요를 관리하기 위한 다양한 정책을 실시하고 있으며, 이 가운데 전기를 많이 필요로 하는 기기 대신 효율이 좋은 기기를 보급하기 위한 노력이 계속되고 있다.
국내 뿐만 아니라 해외에서도 전기를 사용하는 부하 가운데 동력부하가 상당한 비중을 차지하고 있고, 냉난방기기 보급 확대로 인해 팬이나 펌프 등의 기기 비율도 기하급수적으로 증가했다. 따라서 이들 기기의 에너지를 절감하는 기술이 적용된다면 엄청난 양의 에너지 절감이 가능하며, 이를 달성하는 기기가 바로 ‘고효율 인버터’다.
동력설비인 전동기(모터)는 용도에 따라 회전 속도가 달라져야 하지만, 일반적으로 저마다 일정한 속도의 회전율을 갖고 있기 때문에 이를 제어하기 힘들다. 이때 인버터를 적용하면 전동기의 회전율을 제어할 수 있다.
예를 들어 런닝머신에 인버터가 적용되지 않으면 모터의 정해진 회전속도로만 작동하게 된다. 인버터가 각 시속에 따라 모터를 제어해 달리기 속도도 바꾸고 불필요한 에너지 소모도 막는 셈이다.
최근에는 가전기기에도 인버터가 도입돼 세탁기의 경우 세탁 시에는 고정 속도로, 탈수할 때는 고속회전 등으로 회전 속도를 제어한다. 전기차 역시 엑셀레이터를 밟는 힘에 따라 인버터가 속도를 조절하는 것이다.
인버터의 작동 원리는 전동기를 작동시키는, 전압과 주파수가 일정한 교류전원을 가변전압, 가변주파수로 변형시켜 전동기의 회전속도를 제어할 수 있도록 하는 것이다. 인버터는 결국 전기적으로 DC(직류)를 AC(교류)로 변환하는 장치다. 한국전력에서 생산되는 상용전원(AC220/380V/440V)으로부터 공급된 전력을 직류로 변환한 후 인버터 내에서 전압과 주파수를 변화시켜 전동기에 공급해 속도를 조절한다.
적용되는 분야는 각종 산업, 상업시설에 반드시 필요하지만 에너지사용량이 많은 ▶공조설비(급배기팬, 냉온수 펌프, 냉각수 펌프) ▶급배수설비(급배수펌프, 송수펌프, 순환펌프) ▶공장열원(보일러흡기팬, 배기팬) ▶제조설비(운송기기, 교반기, 급속가공기기, 공작기, 유압펌프) ▶수직부하(엘리베이터, 에스컬레이터, 크레인) 등을 꼽을 수 있다.
고효율 인버터를 설치해 속도제어를 할 경우 약 37%(주파수 10Hz 저감시)의 절전효과를 나타내다. 따라서 이를 통한 전기요금 절감은 물론 이에 상응하는 수준의 C02 배출량을 줄일 수 있는 것이 대표적인 장점이다.
이와 함께 속도 제어를 통해 모터를 부드럽게 작동할 수 있어 설비를 보호할 수 있으며, 설비 유지 보수에 소요되는 시간과 비용도 줄일 수 있다.
기존 전동기에 그대로 적용해 사용할 수 있기 때문에 투자비 회수기간도 2~3년으로 짧으며, 용도에 따라 제어 운전을 해 설비의 최적 운전을 가능케 한다. 또한 설비 소음과 진동을 감소시키기 때문에 전동기 설치 사이트에 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.
인버터의 이같은 경제성은 실제로 이를 설치한 사이트에서 충분히 검증되고 있다.
앞서 언급한 IFC 서울오피스빌딩은 3개 타워의 공조시스템에 5.5kW에서 132kW에 이르는 고효율 인버터를 총 406대 설치·운영하고 있다. 전동기의 50Hz 운전 기준 시 매년 약 35%의 전기요금을 절감하는 것으로 분석되고 있다. 연간 총 14GWh, 금액으로는 약 14억 원의 전기료를 절감하고 있는 것이다.
롯데마트도 FAN과 PUMP에 총 627대를 적용, 연 평균 전기요금 5억7000여만원을 절감했다. 570만kWh에 달하는 에너지를 절감함으로써 이산화탄소 2397만TOE(Ton of Oil Equivalent)를 줄였다. 매년 소나무 86만 그루를 심는 것과 같은 CO2 저감 효과다.
롯데마트측에 따르면 투자비 회수 기간도 길지 않다. 인버터 설치금액은 총 22억원 수준이었으나, 정부의 고효율인버터 지원금으로 7억원 이상을 지원받아, 실 투자비는 약 15억원에 불과했다. 에너지 절감 효과가 크기 때문에 투자비 회수 기간은 평균 2.7년 수준이었다. 또한 올해도 전국지점 무빙워크에 인버터를 설치할 계획이다.
현재 국내 전체 전력 소비량 중 제조업과 상가/건물 부문이 76%를 차지하고 있다. 전체 소비전력 중 동력부하가 무려 80%를 차지한다. 제조업의 경우 업종에 따라 80%를 상회하기도 한다.
따라서 동력부하의 운전효율을 개선하는 것이 에너지 절감의 가장 효과적 방법이며, 인버터가 최적의 운전효율 개선 방법으로 평가받는다.
산업부에 따르면 국내 삼상유도전동기가 소모하는 전력량은 국가 전체 전력사용량의 40%에 달한다. 속도 가변이 필요한 전동기에 인버터를 부착해 30%의 에너지 절감효과를 얻는다면 전력소비에 따른 부담을 크게 경감시킬 수 있는 것이다.
최근 ‘2013년 한국품질만족지수 1위 기업 인증’에서 인버터 부문 1위 기업으로 선정된 LS산전을 예로 들면 지난 2011년 약 20만대를 판매했다. 이를 통해 산업용 전기 사용량을 최소 120MW 절감한 것으로 추정된다. 이는 약 80만 가구가 한달 간 사용할 수 있는 전기량이다.
한국 시장 전체로 볼 경우 현 보급 수준은 1만MW 이상으로, 에너지 절감률을 10%로 추정해도 원자력발전소 1기(평균 발전량 1000MW)의 전력생산량에 상당하는 전력량을 절감하고 있다. 현재 10% 내외인 전동기에 대한 인버터 장착률이 일본의 20% 수준으로 올라가면 훨씬 큰 전력 절감효과를 확보할 수 있다는 의미다.
실제 에너지 사용이 많은 선진국들과 비교해볼 때 우리나라의 인버터 보급률은 상당히 낮은 수준이다. 전체 동력 부하 중 인버터 적용률은 5% 미만이며, 이는 일본, 유럽, 미국에 비해 4분의 1 수준에 불과한 수치다.
정부가 최근 에너지 절감 캠페인 활동계획으로 ‘국민발전소 아싸가자’를 추진하는 것도 이 때문이다. 국민발전소란, 국민이 발전소를 건설하지는 못하지만, 절전제품을 사용해 발전소를 건설하는 것만큼의 효과를 본다는 의미다.
실제로 정부는 국민발전소 절전목표로, 인버터를 통한 절감량을 오는 2020년까지 230만kW 수준으로 확대하면 화력발전소 4.5기를 대체할 수 있을 것으로 내다보고 있다.
정부는 공공기관 에너지이용 합리화 법 제8조에 따라 공공기관에 고효율 인버터(220kW 이하) 적용을 의무화해 에너지의 효율적 이용과 온실가스 배출 저감을 위해 노력하고 있다. 또한 공공기관은 저탄소 녹색성장 기본법 20조에 의거해 녹색제품을 의무적으로 구매해야 하며, 녹색기술이 인증된 인버터 역시 의무적으로 구매하거나 공사 설계에 반영해야 한다.
특히 산업통상자원부와 에너지관리공단은 지난해 말 제4기 국민발전소 건설주간에 ‘아.싸.가.자.’ 켐페인을 통해 산업계가 인버터를 적극 사용하도록 권장한 바 있으며, 현재 설치보조금 및 세재 지원 등 각종 장려 정책을 시행해오고 있다.
그 첫 번째로, 한전에서 인정하는 고효율 인버터를 설치하는 고객에게 설치금 일부를 무상 지원하고 있다. 인버터(용량 3.7kW~220kW)를 설치해 절감되는 전력합계가 5kW 이상인 고객에게, 설치 인버터 용량의 17%에 대기업과 중소기업 별로 지원 단가를 책정해 중소기업에게 더 많은 설치비를 지급하고 있다. 예를 들어 30kW 용량의 인버터를 공조기에 설치할 경우, 이에 대한 17%인 5.1kW에 대기업은 30~75kW 용량 인버터 지원단가인 19만5000원을, 중소기업은 23만4000원을 각각 곱해 대기업은 총 99만4000원을, 중소기업은 119만3000원을 지원해주고 있다.
적용 대상은 팬, 펌프, 블로어, 컴프레셔 등 에너지 절감이 가능한 부하에 설치하는 경우에 한한다. 현재 LS산전의 인버터 iS7, iP5A, iG5a가 한전에서 인정하는 고효율 기자재로 등록돼 있다.
두번째로, 조세특례제한법 제25조의 2항에 따라 에너지 절약시설 투자금액의 10%에 대해 소득세 또는 법인세가 공제된다. 이는 올해 말(2013년 12월31일)까지 투자분에 한해 적용된다.
세번째로, 서울시를 비롯한 지차체들고 별도의 기준을 통해 인버터 구입 시 저리로 대출을 해주는 제도도 시행하고 있다. 서울시는 이를 위해 건물에너지효율화사업(공고 2012-1881호)을 발표한 바 있다.
LS산전 관계자는 "LS산전의 인버터 제품은 다양한 산업 현장에서 최적의 속도 제어를 가능케 함으로써 획기적인 에너지 절감 효과를 거둘 수 있다"면서 "향후에도 효율적 에너지 관리를 통한 최적의 에너지 절감을 이룰 수 있는 고효율 인버터 제작에 역점을 기울일 방침"이라고 말했다.
**자료원 : 에너지데일리 송병훈 기자
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