[특집]고효율인버터의 기술동향

[산업일보]
골드만삭스의 「글로벌 투자보고서」에 의하면 2006년도 원유가격을 서부 텍사스산 중질유(WTI) 기준으로 68달러로 예상했다. 이는 올해 평균유가보다 11달러 높은 것이며, “앞으로 4~5년간 이어질 Super-Spike(유가 급등기)의 첫 단계가 될 수 있다.”고 전망했다. 올해 사상 최초로 국제 원유가격이 60달러를 넘어섰지만 국내 석유 소비는 여전히 줄지 않고 있다. 석유 못지않게 우려되는 것은 전력소비량 증가세다.

최근 들어 전력소비량은 생활수준의 향상과 함께 빠른 속도로 늘어나고 있다. 1993년 2,899kWh였던 1인당 전력소비량은 2003년 6,126kWh로 10년만에 두배 이상 증가했다. 또한 올겨울 몰아친 이상한파의 영향으로 비수기인 12월의 최대전력이 5,397만 kW로 연중 최대전력 5,463만 kW에 바짝 접근하고 있다<그림 1>.
이미 에너지 과소비형으로 짜여진 경제구조를 해결하기 위해서는 고효율 저소비형 에너지체제로의 전환이 필요하며, 이 같은 노력의 일환으로 한전에서는 국내 소비전력의 60%이상을 차지하는 Drive분야(주로 전동기 부하)의 구조적인 에너지 절감을 위해 2001년도부터 고효율인버터 보급지원제도를 시행하고 있다.
그동안 고효율인버터 보급지원사업은 한전이 자체 예산으로 주도적으로 추진해 왔으나 전력산업기반기금으로 재원이 변경되면서 정부주도하에 운영되고 있다.

고효율인버터 보급지원제도

(1) 지원제도 개요

산업자원부고시 ‘고효율에너지기자재 보급촉진에 관한 규정’에 의거 고효율에너지기자재로 인증된 고효율인버터를 설치하는 고객에게 일정액을 무상으로 지원하는 제도입니다.

(2) 지원대상

팬, 펌프, 송풍기 등 에너지 절감가능부하로 전동기 용량이 3.7kW ~ 220kW 범위에 설치하는 고효율 인버터 사용자로서 인버터 사용에 따른 절감전력 합계가 5kW 이상이 되는 고객에게 전력산업기반기금으로 지원합니다.
단, 국무총리 지시 ‘공공기관 에너지이용합리화 추진지침’의 적용대상인 공공기관이 공공건물에 설치하는 고효율인버터는 적용대상에서 제외됩니다.

(3) 지원금액

설치 지원금 : 절감전력 kW당 210,000원을 설치고객에게 드립니다.
보급장려금 : 절감전력 kW당 10,000원을 보급업체께 드립니다.

(4) 신청절차

설치공사 시행일 15일전까지 설치계획서 및 관련서류를 제출
인터넷 홈페이지에서 지원금 신청가능
- (http://www.kepco.co.kr/dsm)<그림 2>

고효율인버터 보급지원제도 변천사 및 성과

’01. 3.23 - 고효율인버터보급지원제도 시행
’02. 3.27 - 지원대상을 산업용에서 전체 고객으로 확대하고, 재원이 전력산업기반기금으로 변경
’02. 7. 1 - 지원상한액을 호당 5천만원으로 인상하고, 고효율인버터 인증업무 에공단 이관
’03. 4. 1 - 지원대상을 3.7kW이상 220kW이하로 확대하고, 최소 절감전력을 10kW 이상으로 확대
’04. 8.17 - 지원금 절감전력 kW당 24만원으로 인상하고 보급장려금(절감전력 kW당 4만원)을 신설 / 최소 절감전력을 5kW이상으로 확대하고 년간 지원상한액 폐지
’05. 5.24 - 지원금을 하향조정(설치지원금 : 21만원, 보급장려금 : 1만원) 하고, 공공기관에 대한 지원을 중지


제도시행 초기에 고객 및 업체의 인지도 부족 및 초기투자비 과다 등으로 보급의 어려움이 있었으나, 이후 지원금의 조정 및 꾸준한 홍보활동의 결과 고효율인버터 보급활동은 확실한 성장기에 돌입하고 있으며, 고효율인버터 보급으로 인한 연간 전력절감량의 경우 2001년에 비해 약 80배에 달한다<그림 3>.

고효율인버터 기술 동향

인버터는 소형 공작 기계에서부터 철강회사의 대규모 연속라인까지 광범위한 분야에 걸쳐 시장을 형성하고 있다. 제조업체의 경우 과거에는 주로 단위기계 위주의 시장을 Target으로 하여 보급이 진행하였으나 최근 들어 에너지 절약의 중요성이 대두되면서 등장한 고효율인버터 제도에 편승하여 팬, 펌프, 블로워 등 VT(Variable Tor que)부하 시장에 역량을 집중시키고 있다.
현재 고효율인버터 지원제도에는 6개의 국내외 인버터 제조업체가 참가하고 있으며, 몇몇 기업이 제도진입에 필요한 준비중에 있다. 그동안의 보급실적에서 보여지는 양적 팽창 뿐만아니라 인버터 제조기술에서도 많은 발전을 가져온 게 사실이다.
2000년 이후 새로 출시된 인버터의 기능 및 성능 부분을 분석해 보면 기술적으로 향상되기 보다는 고객 편의성 등이 강화가 주요 개선 사항이었다. 즉 인버터 시장은 성능의 차이 보다는 가격과 고객 편의성 등이 판매의 중요 Point라 고려된다고 볼 수 있다.
또한 인버터 부하가 늘어남에 따라 노이즈에 대한 문제, 전류 고조파에 의한 전력 계통의 문제, 고객의 다양한 Needs, IT산업과의 연계 등이 향후 인버터 분야에서의 주요 기술적 안건이 될 것이다.
내년으로 예상되는 인버터의 KS규격화 및 고효율기자재 기술기준의 개정에는 친환경성 및 안정성을 강화하는 방향으로 추진될 전망이다. 먼저 고조파와 고주파 저감을 위해 Built-in EMC Filter 등을 내장하여 향후 글로벌 경쟁시대에 맞게 인증규격을 제정하는 준비가 필요하고, 자동 출력 전압 제어 기능에 의해 입력 전압 변동에 상관없이 동일한 제어 성능을 낼 수 있으며, 순시 정전에 대하여 정지현상 없이 연속 구동이 가능함은 물론 운전 중 전원 입력부의 사고로 전원 공급이 중단되었을 경우에도 인버터의 전원 차단 없이 관성에 무관하게 전동기를 안전하게 정지 시키도록 안정성을 강화하여야 한다.


따라서 향후 인버터의 기술동향은 다음과 같은 방향으로 진행될 것으로 예상이 된다.<그림 4>

(1) KS 규격 등에 의해 강화된 EMC 규제
(2) 전력 계통: 전류 고조파 절감 기술
(3) IT 산업과의 연계: Field Bus 형 Ethernet
(4) 유지보수: 전동기 일체형 인버터
(5) Easy Installation: 자기 진단 및 원거리 Monitoring 기능 강화
(6) 고객의 다양한 요구: Flexibility

맺음말

고효율인버터 보급지원제도는 2001년도에 도입되어 시행초기에 고객 및 업체의 인지도 부족 및 초기투자비 과다 등으로 보급이 부진하였으나 2004년 8월 설치지원금의 상향조정과 보급장려금 신설 등 사업운영지침을 개정하여 보급촉진의 계기가 되었고, 여기에 유가급등 및 저성장시대 돌입에 따른 기업의 에너지 절감노력 등으로 고효율인버터 보급은 확실한 성장기에 돌입하고 있다.
또한 교토의정서 체계에서 온실가스 감축은 이미 국가간 이행의무가 되었으며, 발전부문이 국내전체목표의 24%에 달해 고효율기기 보급을 통한 구조적인 에너지절감의 필요성은 이미 필수과제가 되었다. 장기적으로도 수요관리사업중 효율향상사업의 비중을 30% 이상으로 올리는 방향으로 정책이 진행되고 있어, 고효율기기 시장은 향후에도 꾸준한 보급신장세를 나타낼 것으로 기대된다.
고효율인버터 보급지원제도의 성공적인 정착을 위해서는 수요관리분야의 중장기 RoadMap을 설정하고, 이에 따른 단계별 제도운영과 고효율기기 보급시장의 여건변화를 반영한 지원제도 개선, 그리고 고효율기기 보급시장의 구성원인 고객과 업체의 지속적인 관심이 필요하다.

문의 : (02)3456-4733 김 용 진 / 한국전력공사 omerta@kepco.co.kr

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