바야흐로 ‘친환경’ 전성시대다.

전 세계적으로 환경오염을 억제하는 ‘친환경’을 가장 보편적이고 중요한 화두로 내세우면서 산업 전반에도 친환경 에너지 바람이 거세게 불고 있다.

소비자들도 단순한 소비를 넘어 환경보존을 고려한 ‘가치소비’를 하기 시작하면서 기업들은 이에 발맞춰 친환경으로 무장한 제품을 선보이는 추세다.

전남 장성군 나노기술 일반산업단지 내 위치한 태양광발전시스템 전문기업 ㈜정우엔지니어링(대표 김재일)은 안전성을 담보한 친환경 에너지 생산기술로 관련 업계를 선도하고 있다.

지난 2009년 창업한 정우엔지니어링의 차별화된 기술력은 태양광발전장치 내 삽입되는 ‘접속반’이다.

태양광발전기는 크게 ‘구조물’, ‘모듈’, ‘인버터’, ‘접속반’으로 구성된다.

‘모듈’은 여러개의 셀을 모아서 사각틀 안에 모아둔 것인데, 태양광 전지판으로도 불린다. ‘인버터’는 태양전지에서 태양광을 받아 전기를 만들면 ‘직류’로 만들어 진다. 이때 인버터는 이를 ‘교류’로 변환해 보내주는 역할을 한다. 또 전력 계통에 문제가 생겼을 때 장치를 안전하게 정지할 수 있도록 돕는다.

다만, 모듈과 인버터는 부품 자체가 워낙 고가로, 초기 투자 비용이 높은 탓에 대기업이 대부분 시장을 점유하고 있다.

때문에 정우엔지니어링은 이들 부품보다 제작 비용이 저렴하면서 태양광발전기에 반드시 필요한 접속반 생산에 주목했다.

접속반은 태양광 모듈에서 생산된 직류전기를 효율적으로 모아 인버터에 보내주는 장치다. 태양광 모듈과 인터버 사이에 위치해 있다.

태양광 접속반을 설치하는 이유는 각 모듈에서 생산된 전체 태양광전기를 인버터에 연결하게 되면 과부화 및 무리가 갈 수 있기 때문이다. 접속반 장치는 안정적으로 각 채널별에 전기를 공급하는 역할을 수행한다. 즉, 모듈 간 충돌을 방지해주는 일종의 ‘안전장치’인 셈이다.

정우엔지니어링의 접속반 명칭은 ‘무발열 접속반’이다. 이름 그대로 제품 후면에 방열판을 부착, 발열 최소화에 집중했다.

또 음향센서를 통한 접속반 내부에 아크(전기불꽃)감지 주파수를 분석하고 차단하는 화재 예방 기능까지 탑재했다.

정식 명칭은 ‘멀티태스킹 센서 방식을 이용한 태양광 발전의 화재예방 시스템’이다. 세 가지 센서(온도·전류·음향)를 복합적으로 활용, 접속반 내 화재를 감시하고 예방하며 화재로 인한 인적, 물적 피해를 최소화하는 데 중점을 뒀다.

이 기술력이 접목되기 전까지 접속반 화재 방지 방법은 △모듈에서 발생되는 전압 및 전류를 모니터링 해 이상 징후 감지 △불꽃센서, 온도센서, 아크센서를 사용, 화재가 발생한 상황을 감지 △다이오드를 병렬로 연결하고 방열판을 부착해 발생되는 열을 줄이는 방법 등 다소 1차원적 예방이 전부였다.

<@1>하지만 김재일 대표가 수년 간 연구 끝에 개발한 음향센서 모듈은 아크가 가지고 있는 특정 주파수를 분석, 화재 여부를 판단할 수 있는 기술이다.

즉, 아크가 발생했을 때 내는 주파수가 낙뢰 등 다른 충격에 의해 발생하는 주파수와 확연히 다르다는 점에서 착안, 화재로 이어질 수 있는 아크 발생 땐 설비 작동이 멈추는 식이다. 측정 결과, 오차는 5% 이하로 신뢰성을 확보했다.

이 과정에서 한국산업단지공단 광주본부의 산업집적지 경쟁력 강화를 위한 ‘R&D네트워크 구축·운영’ 사업도 일조했다.

이 사업을 통해 정우엔지니어링은 태양광 운영 효율 향상을 위한 화재감지형 접속함 및 스마트모니터링 시스템 개발을 수행, 세 가지 센서를 복합적으로 활용하는 방안을 고안해 냈다.

여기에 문제가 발생한 부분만 작동이 멈추기 때문에 빠른 유지보수와 더불어 에너지 효율 상실을 최소화 했다. 이 제품은 특허신청과 함께 우수조달 제품에 선정, 관급 공사에 많이 사용되고 있다.

이 같은 기술력을 바탕으로 정우엔지니어링은 제조부터 시공, 유지보수까지 태양광발전산업의 원스톱 서비스를 제공하고 있다.

독보적 기술력을 갖춘 접속반 개발로 업계에서 주목받는 기업으로 성장한 정우엔지니어링은 2016년 새로운 도전에 나섰다. 리튬배터리가 주름잡던 국내 배터리 업계에서 다소 생소한 ‘리튬인산철 배터리’를 선보인 것.

리륨인산철 배터리는 안전을 담보한 제품이다. 과방전, 과충전에도 폭발하지 않고 강한 외부 충격은 물론 고온, 화재에도 터지거나 가스를 내뿜지 않는다. 때문에 업계에서는 상용화된 배터리 가운데 가장 안전성이 우수하다고 평가한다.

리튬배터리는 뛰어난 성능과 유지능력으로 다양한 분야에서 활용된다. 하지만 알카리성 가연성 금속인 탓에 열에 취약, 순간적으로 1000도 이상 고온으로 올라가는 물질이다. 한 번 불이 붙으면 마치 폭주하듯 사방으로 폭발하며 빠르게 퍼지는 열폭주 현상을 내재하고 있어 주의해야 한다.

앞서 지난달 24일 화성시 서신면 리튬배터리 제조공장 아리셀에서 발생한 화재로 23명이 숨지고 8명이 부상했는데, 소방당국에 따르면 리튬배터리 1개가 폭발하면서 불이 시작된 것으로 추정되고 있다.

리륨인산철 배터리는 타 배터리 대비 최대 5배의 긴 수명을 자랑한다. 뿐만 아니라 폭염이나 강추위에도 문제없이 사용가능하고, 증류수 보충 등 정기보수가 수명주기 내 필요 없을 정도로 강한 내구성도 강점이다.

우수한 충방전효율로 전기료 절감효과도 거둘 수 있다. 납, 황산, 니켈 등 유해물질이 전혀 없어 친환경 에너지에도 부합한다.

<@2><@3>때문에 완성차 업계에서도 리튬인산철 배터리에 주목하고 있으며, 안전성을 위해 전기차 배터리로도 선택한다.

정우엔지니어링의 리튬인산철 배터리가 더욱 주목받는 데는 셀을 패킹하는 과정에서 과전류를 막아주는 퓨즈를 설치, 안전성을 도모해서다.

에너지 밀도 및 충방전 효율도 확보하고, 고온과 저온에서도 사용이 가능, 별도의 냉난방 설치가 필요없어 경제성도 우수하다.

코로나19로 시장이 넓어진 캠핑카에 정우엔지니어링의 리튬인산철 배터리 탑재가 많이 이뤄졌다. 휴대용 축전지인 파워뱅크 업계에서는 정우엔지니어링 제품의 시장점유율이 압도적 1위다.

김재일 정우엔지니어링 대표는 “자사 생산 제품의 최대 주안점은 바로 ‘안전’이다”며 “화재 등 안전사고 발생 시 회사의 존립 자체가 위험해 질 수 있기 때문에 비용이 많이 소요되고 연구개발 시간이 오래 걸리더라도 안전성을 반드시 담보해야 한다”고 밝혔다.

이어 “대기업의 난립으로 태양광발전 관련 산업에서 중소기업은 살아남기 힘든 시대”라며 “끊임없는 기술개발로 친환경에너지를 선도할 수 있도록 노력하겠다”고 강조했다.

송대웅 기자 sdw0918@gwangnam.co.kr

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