전력설비 에너지 절감

정의

전력설비 에너지 절감은 같은 서비스를 적은 전력으로 공급하는 설계·운용 대책이다.

수변전, 조명, 동력 설비의 손실을 줄이고 수요를 관리하는 것이 핵심이다.

건축물에서는 전기요금과 탄소배출을 함께 줄이는 실무의 핵심이다.

구성요소와 절감 수단

구성은 수변전, 조명, 동력, 에너지 관리로 나뉘어 각각 절감 수단이 다르다.

수변전설비는 저손실 변압기와 역률 개선, 대수제어로 손실 자체를 줄인다.

조명과 동력설비는 고효율 기기와 제어로 사용량을 줄인다.

따라서 설비별 손실 구조에 맞춰 방안을 골라야 절감 효과가 합산된다.

무효전력과 역률

역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값이다. 역률이 높을수록 같은 전력에 전류가 작아진다.

무효전력은 기기 작동에 쓰이지 않고 선로와 변압기에 부하만 준다.

진상콘덴서로 무효전력을 공급하면 선로전류가 줄고 손실이 경감된다.

역률 개선은 설비 투자 없이 바로 효과를 얻는 실무 항목이다.

역률 개선 계산 예제

역률 0.75를 0.95로 개선하는 가상의 건물을 계산해 본다.

개선 전 무효전력은 유효전력에 tanθ를 곱해 구하며, 441kvar이다.

개선 후 무효전력은 164.5kvar이므로 차이인 276.5kvar가 콘덴서 용량이다.

결과적으로 약 280kvar 규모의 콘덴서로 충분하다.

직접 풀어 보자.

역률 개선 방식 비교

역률 개선 방식은 고정, 타이머, 자동 역률제어 방식으로 나뉜다.

고정 방식은 부하와 무관하게 접속해 경부하 때 과보상이 생긴다.

타이머 방식은 실제 부하 변화를 반영하지 못한다.

부하 변동이 큰 건물은 역률을 측정해 단계별로 투입하는 자동 방식이 유리하다.

흔한 실수와 채점 포인트

채점에서는 방안과 효과를 짝지어 쓰는지를 본다.

첫째, 역률 개선은 변압기 동손과 선로 손실 감소, 전압강하 경감까지 써야 한다.

둘째, 조명은 광원 교체와 함께 조명제어도 빠뜨리지 않는다.

셋째, 인버터 제어 때는 고조파 영향을 함께 언급한다.

정리

마지막으로 설비별 손실원과 절감 수단을 한눈에 정리한다.

수·변전은 무효전력과 변압기 손실을, 조명과 동력은 사용량을 줄여야 한다.

요금과 탄소 절감은 최대수요 저감과 BEMS 통합 관리로 이어진다.