에너지 손실 사각지대 없앤 똑똑한 공기압축기 제어시스템 ‘알콘’

똑똑한 에너지 소비가 중요해졌다. 에너지 전환기를 맞이한 지금, 에너지 생산 방법만큼이나 효율적인 에너지 소비가 강조되고 있다. 따라서 각 기업과 연구소에서는 에너지를 효율적으로 소비할 수 있는 새로운 기술 개발에 적극 투자하는 분위기다. 여기에 발맞춰 모스콘은 새로운 공기압축기 제어시스템 ‘알콘’을 선보였다. 알콘은 기존 인버터가 잡지 못한 공회전 전력 손실을 효과적으로 차단해 똑똑한 에너지 소비문화를 이끌어 차세대 제품으로 평가받는다.

▲ 모스콘 박운양 대표

에너지 소비, 이젠 똑똑해져야 한다!

2015년 12월, 프랑스 파리에서 전 세계 온실가스 감축을 위한 국제협약인 ‘파리기후변화협약’이 체결됐다. 지구 곳곳에서 벌어지는 기상이변 현상을 두고만 볼 수 없었던 국가들이 행동으로 움직인 것이다. 이 협약에는 우리나라를 포함 총 195개 국가가 서명했다. 협약에 따라 각 국가에서는 온실가스 감축 목표를 설정했고, 이를 달성하기 위한 다양한 정책을 마련하기 시작했다.

한국은 온실가스를 2030년까지 배출전망치(BAU) 대비 37% 줄이겠다고 국제사회에 약속했다. 이를 실현하기 위해 한국은 에너지전환의 포문을 열었다. 에너지전환 정책은 문재인 정부가 출범하면서 속도가 빨라졌다. 문 정부는 2030년까지 재생에너지 생산 비중을 20%로 높이겠다는 ‘재생에너지 3020 이행계획’을 수립하며 에너지전환에 속도를 높였다.

문 정부의 에너지전환 정책에 대해 전문가들은 수긍하는 분위기다. 하지만 가성비 측면에는 의구심이 존재한다. 재생에너지 발전 가격이 만만치 않게 비싸서다. 실제로 2011년 후쿠시마 원전사고를 겪은 일본은 탈원전 정책을 추진하면서 가정용 전기요금 가격을 평균 25%, 산업용 전기요금 가격을 38% 올렸다. 2005년부터 재생에너지 확대에 집중해 온 호주도 지난 10년간 가정용 전기요금을 63% 올리는 과오를 겪었다.

결국, 에너지 생산방법만큼, 어떻게 에너지를 소비하느냐가 중요해졌다. 생산된 에너지를 효율적으로 사용해야 온실가스도 줄이고, 재생에너지 생산의 위험 부담을 줄일 수 있기 때문이다. 이에 정부는 2020년까지 공공건물, 2025년까지 민간건물을 대상으로 제로에너지빌딩 건설을 의무화하며 에너지 절감에 힘쓰고 있다. 하지만 이것으로는 부족하다는 게 전문가들의 중론이다. 우리가 알지 못하게 소비되는 에너지가 많은 탓이다.

고효율 알고리즘 탑재한 ‘알콘’, 공기압축기 전력 손실 ‘주범’ 잡다 

모스콘은 최근 공기압축기 제어시스템 ‘알콘’을 선보였다. 국내외 특허를 모두 취득한 고효율 알고리즘을 탑재한 알콘은 무의미한 전력 손실에 해당하는 공회전 손실 제거율이 최대 90%로 거의 완벽에 가깝다. 또한, 부하율에 제약이 없어 기존에 사용되는 인버터보다 높은 에너지 절감 효과가 있다. 

▲ 모스콘이 개발한 고효율 공기압축기 제어시스템 ‘알콘’

사실 그동안 공기압축기의 에너지 절감을 위해 많은 사람이 선택한 방법이 인버터 방식이었다. 하지만 인버터는 한계가 있었다. 

공기압축기에서 발생하는 전력 손실의 주범은 ‘공회전 구간에서의 손실’이다. 인버터는 부하율에서의 공회전 손실은 효과적으로 제거했지만, 그 외의 환경에서는 제구실을 못했다. 알콘을 직접 개발한 모스콘의 박운양 대표는 “인버터의 공회전 차단 기술은 단순 타이머 방식으로 이뤄져 있다”고 설명하며 “이러한 방식은 시간당 수 분에서 많게는 수 십 분 동안 공회전 전력 손실을 발생시키고, 열화 누적 문제를 일으켜 모터를 파손시킬 염려도 있다”고 말했다. 이어 그는 “생각보다 많은 양의 전력이 손실되고 있지만, 대부분의 관리자는 잘 인식하지 못하고 있으며 안전상의 문제 또한 간과되고 있는 현실이다”라고 지적했다.

박 대표는 인버터가 가진 한계를 극복하기 위해 알콘에는 한 개의 타이머에 의존하는 방식이 아닌, 시시각각 변하는 에어 수용량을 정밀 압력 센서로 검출하여 그 측정량에 따라 유연하게 제어할 수 있도록 설계한 시스템을 도입했다. 이 시스템을 통해 알콘은 전력 손실 사각지대인 공회전 구간을 대폭 줄이면서, 사용기준 압력을 항상 안전하게 유지해 인버터를 파손시킬 가능성을 미연에 방지할 수 있게 됐다. 

박운양 대표는 “자동차를 운전할 때 신호에 걸리면 불필요한 공회전 손실이 발생한다. 이렇게 발생하는 손실은 어느새 당연하다는 인식이 생겼지만, 최근에는 자동차가 멈추면 자동으로 시동을 꺼뜨려 공회전 손실을 막을 수 있게 됐다”며 “공기압축기에서 발생하는 공회전 손실 또한 당연하다고 여기거나 모르고 사용하는 것이 일상화된 것 같다. 하지만 공기압축기에서 발생하는 공회전 손실이 상당하므로 이 역시 방지할 방법이 반드시 필요하다”고 강조했다.

모든 브랜드에 쉽게 적용할 수 있는 새로운 제어시스템

보통 소비자는 아무리 좋은 제품이 나와도 구매를 망설이게 된다. 사용방법이 낯설고, 기존에 사용했던 시스템을 바꿔야 할 가능성도 있어서다. 스마트폰을 예로 들었을 때 삼성 갤럭시 스마트폰 사용자가 최신 아이폰을 구입할 때 사용 방법 등이 달라 고민하는 것과 비슷하다. 공기압축기 제어시스템도 마찬가지다. 인버터에 익숙했던 소비자에게 새로운 제어시스템은 낯설 수 있다. 

▲ 모스콘 주력 제품 중 하나인 모터기동기(소프트스타터)

알콘은 이러한 교체할 때 발생하는 번거로움을 없앴다. 박운양 대표는 알콘을 개발하면서 모든 브랜드와 제어방식에 간편하게 적용할 수 있게 했다. 따라서 공기압축기 제어시스템을 알콘으로 바꾼다고 하더라도 대대적으로 공사해야 하는 절차를 생략할 수 있게 됐다.

교체 방법이 단순하고, 시공비용도 저렴하지만, 그럼에도 새로운 제품에 대한 거부 반응은 여전히 존재했다. 박 대표는 “제품 교체에 어렵지 않도록 개발해 ‘에너지 절감에 기여할 수 있겠구나’라고 생각했지만, 막상 현실은 아니었다. 기존 시스템 교체에 막연한 부담을 느끼고 쉽게 접근하지 못하는 기업이 생각보다 많았다”고 고백했다. 이에 그는 기존 에너지 손실 실태에 대한 인식과 감축에 대한 필요성이 공기압축기 제조사뿐 아니라 일반 소비자에게도 많이 알려줬으면 좋겠다고 희망했다. 

박 대표는 “단추가 잘못 끼워져 있으면, 귀찮다고 내버려 둘 것이 아니라 다시 끼우는 것이 맞다”며 “알콘 같은 경우 고효율 기기 교체로 얻을 수 있는 에너지 절감 효과에 견주어 교체에 따른 시간적, 경제적 부담이 크지 않다. 기존 제어시스템의 에너지 손실 문제에 대해 정확한 인식과 이해가 이루어져 단추를 다시 끼는 실천이 이뤄졌으면 좋겠다”고 희망했다. 

다음은 모스콘 박운양 대표와의 일문일답

Q. 모스콘 기업에 대해 소개 부탁드립니다.

모스콘은 30여 년간 전력, 전자 제어 장비를 전문적으로 설계·제조해 온 기업입니다. 초반에는 공기압축기 전자식 제어보드(PCB), 타이머, 카운터, 온도조절기 등을 비롯해 사이리스터(SCR) 방식을 이용한 전자식 모터 기동제어기인 소프트스타터를 주력 제품으로 개발했습니다. 

최근에는 국내 유일 공기압축기 고효율 제어시스템 ‘알콘’을 개발했습니다. 그 과정에서 현재 모터제어방법 및 제어시스템과 관련하여 총 다섯 개 항목에 대해 특허를 받은 독자 기술도 보유하고 있습니다.

저희는 소비자에게 항상 ‘경제성(고효율)’과 ‘안전성(시스템 안정화)’ 있는 제품을 선보이는 것을 목표로 하고 있습니다. 현재 저희 주력 제품으로는 대표적으로 모터기동기(소프트스타터)와 고효율 공기압축기 제어시스템 ‘알콘’이 있습니다.

Q. 알콘을 개발하게 되신 계기가 있으신가요?

모스콘은 지난 30여 년 동안 공기압축기 제조사에 제어시스템을 공급해왔습니다. 이 과정에서 무의미한 전력 손실을 가져오는 공회전에 항상 아쉬움이 있었습니다. 빈번하게 발생하는 공회전에 의한 전력 손실은 정격 전류의 약 60%에 달할 정도로 결코 작지 않은 부분이었습니다. 그나마 타이머를 이용한 제어 방식이 등장해 공회전 손실을 차단하고자 했지만, 그 차단 조건과 환경이 몹시 제약적이어서 차단 효과가 만족할 만한 수준이 아니었습니다. 이 부분을 해결하고자 알콘을 개발하게 되었습니다.

Q. 개발하신 알콘이 기존 인버터보다 에너지 절감효과가 뛰어난 비결이 궁금합니다.

알콘의 고효율 알고리즘의 비결은 단순하게 한 개의 타이머에 의존하는 방식이 아니라 시시각각 변하는 에어 수요량을 정밀 압력 센서로 검출하여 그 측정량에 따라 유연하게 제어하도록 설계된 시스템에 있습니다. 정확하고 빠른 제어가 가능해졌기 때문에 전력 손실 사각지대인 공회전 구간을 대폭 줄일 수 있게 되었고, 사용기준 압력을 항상 안전하게 유지하고 저 Hz 운전이 지속되어 모터와 인버터에 소손이 발생할 수 있는 현상을 미연에 방지할 수 있게 되었습니다.

Q. 개발 기간은 얼마나 소요되었을까요?

제품을 구상한 기간은 15년 정도 됩니다. 본격적으로 개발을 한 기간은 5년 정도 됩니다. 

Q. ‌개발과정이나 개발 이후 어려웠던 점이 있다면 무엇입니까.

중소기업 입장에서 기술 적용과 보급은 큰 벽으로 느껴집니다. 에너지 감축 정책의 취지로 정부에서 고효율 기기에 대해 지원을 해주는 사업이 있긴 하지만, 그마저도 기술 자체에 대한 객관적이고 공정한 평가를 받는 기회가 많지 않고 어려워 안타까울 따름입니다.

중소기업은 새로운 제품을 개발하게 되면, 기존 기술의 문제점과 한계에 대해 알리는 역할과 기술의 장점을 증명하고 마케팅하는 일을 직접 다 해야 합니다. 여기서 정부가 기술력을 객관적으로 평가해주고, 좋은 기술력은 인정해주는 기회와 제도를 폭넓게 열어준다면 저희 같은 중소기업에 정말 큰 힘이 되지 않을까 생각합니다. 

Q. ‌앞으로의 계획이 궁금합니다.

소비자가 알아주는 그 날까지 꾸준히 기존 공기압축기의 문제점과 ‘알콘’의 에너지 절감 효과, 에너지 절감의 필요성 등을 알릴 예정입니다. 그래서 더 많은 제조사와 소비자들이 저희 모스콘이 개발한 알콘의 기술력을 인정하고 신뢰하며 애용하는 제품이 되었으면 좋겠습니다. 

장기적으로는 공기압축기를 사용하는 많은 기업이 보다 현명하게 에너지를 관리하여 불필요한 전력 낭비를 줄이고, 환경 보호에도 크게 이바지하는 기업으로 성장하고 싶습니다.