에너지 절감형 자동구출운전 시스템 개발

에너지 절감형 자동구출운전 시스템 개발


에너지 회생기능 갖춘 차세대 ARD 출시
배터리 대신 슈퍼커패시터 활용해 10년 이상 기대수명


에너지회생 기능과 자동구출운전기능이 결합된 승강기 장치가 개발됐다.
슈퍼커패시터 및 연료전지 전문기업인 비나텍(대표 성도경)은 최근 엘리베이터가 운행하면서 발생하는 전기를 저장해 재사용하거나 비상전원으로 활용하는 ‘슈퍼커패시터 기반의 승강기용 에너지 절감 및 자동구출 시스템’을 국가과제를 통해 사업화 하는데 성공했다.
작년 개정된 승강기 안전검사기준에 따라 예비전원이 없는 시설은 승강기는 갇힘 사고를 막기 위한‘자동구출운전장치(ARD)’를 의무적으로 설치해야 한다. 자동구출운전장치는 운행 중인 승강기가 정전 등으로 갑자기 멈추게 되면, 자동으로 승강기를 가까운 층으로 이동시키는 장치다. 비나텍이 공개한 시스템은 에너지 절감장치 기능뿐만 아니라 자동구출 운전장치 역할이 함께 가능하다.
기존 ARD는 배터리를 통해 전원을 공급하는 방식으로 방전이나 성능저하 등의 문제가 있으며 배터리 수명이 짧아 주기적인 교체가 필요하다. 또한, 높은 배터리 가격으로 인해 원가가 높아져  검증되지 않은 저품질의 중국·대만산 제품이 시장에 급속도로 확산되는 문제가 있었다.
비나텍이 개발한 에너지회생 ARD는 승강기를 운행하면서 발생하는 회생에너지를 슈퍼커패시터로 저장해 카 조명이나 비상시 자동구출운전에 사용하는 방식이다. 슈퍼 커패시터는 기존 축전기보다 용량이 큰 에너지 저장 소자다. 일반 2차전지보다 충전 용량은 적지만 순간 출력이 높아 특수 분야에 많이 사용되고 있다. 낮은 내부 저항으로 높은 출력을 낼 수 있으며, 온도에 민감한 배터리와 달리 넓은 작동 온도 범위(-40℃ ~ 70℃)에서 안정적으로 작동한다. 50만 회 이상 충·방전이 가능하고 수명은 10년에 달하는 등 여러 장점을 지녀 ARD전원공급원으로 활용하기 적합하다. 비나텍은 이러한 슈퍼커패시터 특성을 활용해 에너지 회생기능을 추가한 ARD를 개발하게 됐으며, 현재 정부기관 및 시설을 중심으로 실증시험을 진행하고 있다. 
비나텍 관계자는 “지난해 7월 대전도시철도공사와 승강기용 에너지저장장치(ESS) 분야  업무협약을 맺고 올해 1월부터 약 50일 간 서대전네거리역 엘리베이터 1호기(3층 규모)에 실제 현장 시험을 진행한 결과 11.64%의 에너지 절감 효율을 확인할 수 있었다”며 “낙차가 클수록  회생에너지가 많이 발생되므로 엘리베이터 층수가 높은 건물은 에너지 절감 효율이 높아질 것”이라고 설명했다.
아울러 지난해 8월 LH토지주택연구원과 아파트 에너지 절약 및 입주자 생활안전제고 기술 개발을 위한 업무협약을 맺은바 있으며, 현재 LH 임대아파트 엘리베이터(25층 규모)에 현장설치해 시험을 진행 중이다.
비나텍은 국내외 승강기 업체를 통해 본 제품을 상용화하고,  현재 자동구출운전시스템에 사용되는 일반 배터리를 슈퍼커패시터로 대체하는 등 사업화를 확대할 계획이다.
비나텍 관계자는 “정부가 적극 추진중인 에너지 절감정책에 부합하면서도 화재나 정전과 같은 비상 상황이 발생할 때 승객 안전을 확보하는 안전문제를 해결하기 위해  승강기에 반드시 필요한 기술”이라며 “향후 기계식주차장이나 주차타워 등으로 적용범위를 넓혀나갈 것”이라고 밝혔다.
한편, 이번 제품은 지역 일자리 및 부가가치 창출 국가과제로 선정돼 지난 2015년부터 올해 4월까지 3년 간 연구 끝에 개발됐으며,  비나텍을 주관기관으로 이건산전, 지웰, 한국탄소융합기술원이 기술개발에 함께 참여했다. 
사업화를 지원한 윤선홍 전자부품연구원 전북본부 팀장은 “개발된 에너지회생 겸용 자동구출 시스템은 총 34억 원이 투입된 비즈니스협력형 R&D사업의 결과물”이라며 “양산이 본격적으로 시작되면 지역에 새로운 일자리와 부가가치를 창출해 지역경제 활성화에 기여할 것”이라고 기대했다.