한국체인모터 본사 옥상에 설치된 태양광발전 시스템

김 태 희 기자

태양광 업계는 요즘 최고효율을 향한 경쟁이 치열하다. 20%를 넘어서는 모듈이 등장하는가 하면, 집광된 태양에너지의 손실을 가장 최소화 했다는 99% 이상 효율의 인버터도 낯설지 않다. 그렇다면 이 두 가지 요소만 갖춰진다면 태양광발전소의 높은 수익률을 기대할 수 있을까.

모듈이 가진 능력을 최대한 발휘해 집광하기 위해서는 밝은 태양빛에 그림자 없이 오랜 시간 노출되어야 하며, 이 때 빛과 모듈 표면과의 각도는 90도가 되어야 한다. 그리고 이러한 조건에 따라 모듈을 움직이도록 하는 것이 태양광 트랙커다. 때문에 태양광발전소는 이 트랙커의 미세한 움직임에 집중할 수밖에 없다.

태양광발전 ‘효율’을 잡아라

태양광발전소 건설에 있어 트랙커의 선택은 대부분이 추적식으로 옮겨가고 있다. 물론 발전소의 규모에 따라 다를 수 있겠지만, 트랙커가 고정식인가, 추적식인가에 따라 하루 수백 kW의 발전전력 차이를 불러올 수 있기 때문이다. 이는 하루 수백만원을 넘어서는 차이로, 월 단위로 하자면 수천만원에서 억원대의 손실까지도 불러올 정도다. 아무리 높은 효율의 모듈과 인버터를 사용해 광활한 부지에 발전시설을 설치하더라도 이를 제대로 구동시키지 못한다면 자칫 막대한 손해를 피해갈 수 없는 것이다.

기존의 동력장치 및 자동화제어시스템 분야에서 태양광 트랙커 분야로까지 사업영역을 확장하고 있는 한국체인모터 자동화 영업부의 이창훈 부장은 트랙커 선택에 앞서 “먼저 트랙커를 대하는 인식의 변화가 필요하다”며 “조금의 인식 변화가 기술력의 큰 차이를 만든다”고 전했다. 즉 트랙커를 단순한 철구조물로 생각해서는 안 된다는 것이다. 이창훈 부장은 “트랙커를 그저 모듈을 고정하는 철구조물의 기구로 생각하는 순간 그 발전소의 효과적인 운영과 효율상승을 기대하기는 어렵다. 그러나 트랙커를 자동화 설비라고 생각하면 상황은 달라진다”고 덧붙여 설명했다. 트랙커는 일종의 로봇역할을 한다. 때문에 변화에 예민해야하며 고도의 기술력을 필요로 한다. ‘효율은 곧 돈’이라는 말은 태양광 업계에서는 정석이자 제1의 불문율과도 같다. 즉 트랙커의 차이가 돈을 모으느냐, 버리느냐의 차이가 될 수 있다는 것이 이창훈 부장의 설명이다.

백트랙킹 방식과 파워실린더

최근 추적식 태양광 트랙커의 기술이 과거에 비해 활발해져 프로그램식, 센서식, 테이블 방식 등 다양한 제어방식이 등장하고 있다. 그 중 한국체인모터는 프로그램식과 센서식의 장단점을 적절히 절충해 복합적으로 적용할 수 있는 기술을 사용했다. 이는 한국체인모터에서만 선보이고 있는 기술력으로, 기존의 태양광발전보다 트랙킹의 정확성이 뛰어날 뿐 아니라 높은 효율을 구현할 수 있다.

특히 한국체인모터의 트랙커에는 타사와 차별화된 ‘백트랙킹’ 방식을 적용했다. 태양광발전소에서 트랙킹을 하다보면 예상치 못한 장애가 발생한다. 그 중 하나가 바로 그림자다. 물론 다른 물체나 구름에 의해 그림자가 생기는 경우도 있겠지만, 더 큰 문제는 트랙킹 중 모듈과 모듈이 겹쳐져 생기는 그림자다. 트랙커에 부착된 센서로 태양의 방향을 찾던 모듈이 기울어지면서 뒤쪽 모듈에 그림자를 지게 하는 것이다. 모듈은 서로 직렬방식으로 연결되어있어, 이렇게 생긴 그림자는 태양광발전소의 효율을 현격히 떨어트리는 치명적인 장애가 된다. 그러나 한국체인모터의 백트랙킹 방식은 이를 방지한다. 모듈과 모듈이 겹쳐져 그림자가 생길 경우 이를 스스로 감지해 최적의 조건에서 집광할 수 있도록 트랙킹 해준다.

이밖에도 한국체인모터는 파워실린더를 활용해 1개의 모터로 22톤의 모듈을 한번에 트랙킹 할 수 있는 기술력을 선보였다. 지금까지는 모듈 하나를 트랙킹하기 위해 1개의 모터를 설치해야 했다. 때문에 발전소에 이상이 발생했을 경우 모든 모터를 일일이 점검해야 하는 불편이 있었다. 그러나 이 파워실린더 모터는 여러개의 모듈을 1개의 모터가 동시에 트랙킹하기 때문에 문제 발생 시 이 모터만을 점검하면 된다. 설치비용 또한 현저히 낮췄다. 이는 지금까지는 없었던 한국체인모터만의 아이디어로, 오랜 역사로 다져온 기술력을 바탕으로 기발함과 재치를 선보였다 할 수 있다.

국내 유일 트랙커 제어 토탈솔루션 제공

무엇보다 한국체인모터의 기술력은 25군데 자체 발전소전소를 운영하며 얻어낸 실증 데이터에 의해 구동 알고리즘을 구현했다는 데에서 드러난다. 이론이 아닌 실제 효율의 최상조건을 프로그램으로 구현한 것이다. 또한 이 트랙커는 중앙컨트롤장치(CCU : Center Control Unit) 및 지역제어장치(LCU : Local Control Unit)를 비롯한 모터컨트롤까지의 제어부 시스템을 한국체인모터의 자체 기술력으로 완성시켰다는 데에 큰 의미를 지닌다.

이밖에도 한국체인모터는 사용자화면구성(GUI : Graphical User Interface), 액추에이터(Power Cylinder), 모터(DC Motor, BLDC Motor), 감속기(Worm, Helical Worm), 위치제어용·안전장치용 센서(Encoder, 기계식리미트), 기상관측관 센서일체 등 태양광 트랙커 제어에 필요한 제어 및 구동에 관한 일체의 토탈솔루션을 제공하고 있다. 이는 한국체인모터의 자체 기술력으로 완성된 기술인만큼 일괄적인 유지·보수가 가능하며, 기술력 또한 믿을만 하다.

한국체인모터의 이 같은 시스템은 펌웨어, 소프트웨어, PCB 설계 등 전용성 구현이 용이하므로 발전소의 지형과 위치에 맞는 제어방식으로 제어되어 뛰어난 효율과 안전성을 가질 수 있다. 최초 구조물 설계 및 현장 전기설계에도 참여하고 있어 컨설팅 솔루션 제공을 통한 문제발생 요인을 사전에 정리 조치하는 것 또한 가능하다.

위기를 또다른 기회로 삼아

2008년 세계 금융위기 당시 국내 자동화를 비롯한 대부분의 기업들은 침체기를 겪어야 했고, 한국체인모터는 그 속에서 태양광이라는 히든카드를 꺼내들었다. 당시는 정책적으로도 신재생에너지 분야에 전 세계가 집중하고 있던 시기이기도 했거니와, 시대가 원하는 사업인 태양광 분야에 비전이 있다는 것을 감지한 것이다. 그야말로 위기를 또 다른 기회로 만든 셈이다.

때문에 2009년 처음 태양광사업을 시작할 때만해도 한국체인모터는 아무런 제품도, 기술 정보도 없이 오직 태양광분야에 대한 직관, 그리고 관심도만을 가지고 사업을 추진했다. 그리고 불과 3년여 만에 한국체인모터는 각기 다른 25개 현장에 자사의 시스템을 설치해 운영할 정도의 경험과 실력을 겸비한 회사로 성장했다. 그러나 이 같은 결과는 결코 하루아침에 이루어진 것은 아니다. 그동안 자동제어시스템 분야에서 꾸준히 다듬어온 한국체인모터의 역량과 기술력이 바탕이 됐기에 가능했다.

한국체인모터는 1989년 설립 이후 자동화 시장에서 그 실력을 입증 받아온 중소기업으로, 이미 지적재산권과 역량을 두루 갖추고 있을 뿐만 아니라, 오랜 연구개발을 통해 모터제어에 대한 기술력을 두루 갖추고 있었다. 이러한 기술력을 태양광 트랙커 제어 분야로 확장시키는 것은 사실 그리 어려운 일은 아니었을 터. 2004년 기술연구소를 만들고, 이때부터 신사업에 수반되는 기술을 연구해왔던 노력이 드디어 빛을 발하고 있는 것이다.

무엇보다 한국체인모터는 재정 건전성에 대해 신뢰할 수 있는 기업이기도 하다. 사실 지금까지 태양광 트랙커 제어 시스템에 대한 기술 연구와 함께 이 분야에 뛰어든 기업은 많았으나, 도산이라는 큰 산 앞에서는 모두 무릎을 꿇을 수밖에 없었다. 그만큼 재정 건전성이 신재생에너지 분야에 얼마만큼 큰 역할을 차지하는지를 알게 한다.

현재 한국체인모터는 태양광 트랙커 제어시스템의 R&D 투자로 3년간 연 2억원 가량의 비용을 투자해왔고, 앞으로도 꾸준한 상품의 개발과 기술의 개발에 투자할 계획이다. 이러한 투자로 지난해 트랙커 제어시스템에서만 8억원 가량 국내 매출이 이루어 졌으며, 향후 50억원 이상의 매출을 기대하고 있다.

토목, 건축, 전기, 제어가 어우러진 종합예술

한국체인모터의 지금까지의 사업확장은 앞으로도 멈추지 않을 전망이다. 이창훈 부장은 “태양광 트랙커 제어에 필요한 토탈솔루션을 제공하는 국내 유일의 기업으로서, 한국체인모터는 앞으로 이 역량을 더욱 살려 자체 발전소에서 나오는 실증 데이터베이스를 구축할 계획”이라며 앞으로의 비전을 제시했다. 이를 통해 태양광발전소의 설계단계에서부터 효율의 극대화를 구현할 수 있는 철저한 프로그램을 마련할 수 있도록 하겠다는 것이다.

뿐만아니라 이창훈 부장은 “지금까지 제어부 공급에 초점을 맞춰왔지만 앞으로는 구동부도 함께 유통할 수 있도록 할 것”이라며, 더 넓은 무대로 전진해나갈 한국체인모터의 역량을 전했다. 앞으로 한국체인모터는 태양광 사업과 관련해 제조 및 유통을 겸하고 있는 시스템으로 유지보수 관리를 일관성 있게 대응 조치할 계획이며, 가격경쟁력에서도 보다 합리적인 제안을 할 계획이다.

이창훈 부장은 한국체인모터의 태양광 트랙커 사업을 처음 시작부터 지금까지 책임·총괄해온 장본인으로서, 이 트랙커 사업에 대해 “토목, 건축, 전기, 제어가 어우러진 종합예술”이라고 표현했다. 그만큼 첫 시도부터 지금까지 한국체인모터와 이창훈 부장이 시도한 태양광 트랙커 사업은 쉽지만은 않은 도전이었을 것이다. 그는 “공장자동화와 산업용 플랜트 제어만을 추진해왔던 한국체인모터에게 있어 트랙커 사업은 그동안의 경험만으로는 이해가 되지 않는 상황이 매일 연출될 정도”였다며 당시를 회상했다. 그러나 지금의 한국체인모터는 서로 다른 25건의 현장 경험과 국내 유일의 기술력을 보유한 회사로 성장했다. 짧은 시간동안 일궈온 결과인 만큼 앞으로 5년, 그리고 10년의 성장이 더욱 기대되는 기업이기도 하다.

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