[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국전기연구원 전동력연구센터는 국내 최초로 산업용 전동기(삼상유도전동기)의 효율을 '슈퍼 프리미엄급(IE4)'으로 개발하는 것을 넘어 중소기업이 관련 기술을 잘 활용할 수 있도록 만드는 '오픈 플랫폼'까지 구축하는 데 성공했다고 17일 밝혔다.

산업용 전동기는 전 세계에서 전력을 가장 많이 소비하는 기기다. 우리나라에서는 전체 전력 소비량 중 전동기가 차지하는 비중이 무려 50% 이상에 달하는 것으로 알려진다. 전기연은 2018년 전세계 전동기 효율을 3%만 높여도 1GW급 원전 108기를 짓지 않아도 되고, 가치로 환산하면 약 34조원을 절감할 수 있다는 결과의 보고서를 발행하기도 했다.

한국전기연구원 연구팀(왼쪽부터 한필완·김동준·최재학 박사)이 슈퍼 프리미엄급(IE4)급 산업용 전동기를 개발하고, 기술 확산을 위한 오픈 플랫폼 구축에도 성공했다. [자료=한국전기연구원] 2023.07.17 biggerthanseoul@newspim.com

산업용 전동기의 효율 향상은 에너지 절감 및 온실가스 감축을 위한 가장 효과적인 수단이다. 이를 위해 많은 나라들이 저효율 전동기 퇴출 정책 시행과 함께 효율이 더 높은 전동기를 의무 사용하게 하고 있으며, 개발에 막대한 예산을 투자하고 있다.

전기연의 성과는 국내 산업용 전동기의 80%를 차지하는 15kW 이하 용량의 전동기를 IE4급으로 높일 수 있는 핵심 원천기술을 개발한 것이다. 이미 IE3급 전동기도 프리미엄이라는 명칭을 가질 정도로 높은 수준이다. 이번에 연구팀은 수년간의 연구개발을 거쳐 IE3급 대비 효율이 1~2%p 이상 높고, 에너지 손실도 20%나 줄일 수 있는 IE4급 전동기를 개발하게 된 것이다.

IE4급 달성은 효율 향상뿐만 아니라 재료비도 상당폭 줄였다. 비싼 재료로 고효율을 달성하는 방법이 용이하지만, 국내 중소기업이 접근 가능한 시장 경쟁력을 확보하는 것에도 중점을 뒀다.

연구팀은 또 IE4급 전동기를 산업 현장에 확산·적용하기 위한 '웹 기반 오픈 플랫폼(URL: iexdesign.com)'도 구축했다.

기업이 고효율 전동기를 제대로 사용하기까지는 많은 연구개발 투자, 숙련된 전문가의 설계 능력, 고가의 외국산 해석 프로그램이 필요하다. 중소기업 입장에서는 엄두를 내기 힘든 상황이었는데, KERI가 한국전자기술연구원, ㈜클루와 함께 개발한 설계 프로그램과 오픈소스 기반 해석 프로그램을 활용하여 기존 대비 낮은 비용으로 오픈 플랫폼을 제공할 수 있었다.

한필완 전기연 박사는 "전동기의 설계, 재료 활용, 생산 공정 데이터베이스 등을 제공하는 오픈 플랫폼을 통해 국내 기업들이 IE4급 산업용 고효율 전동기 기술에 대한 진입 장벽을 크게 낮출 수 있을 것"이라며 "국내 수요기업이 IE4급 고효율 전동기를 적극적으로 도입해 에너지 위기에 대응할 수 있도록 정책적인 지원과 홍보도 필요하다"고 말했다.

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