‘끊임없이 새로운 비즈니스에 도전하라’ ‘끊임없이 목표를 향해 협동하라’, ‘끊임없이 새로운 프로세스를 창조하라’는 사훈과 ‘고객이 만족하고’, ‘고객이 감동하는’, ‘고객중심의 품질혁신’ 등을 방침으로 새로운 제품 출시에 앞장서고 있는 창원 중소기업 ㈜에이스텍(대표이사 김승택)이 고효율 태양광 가로등 국산화에 성공했다.
㈜에이스텍은 최근 새로운 개념의 태양광 가로등을 국내 기술로 제작·성공하고 각 지자체와 건설업체에 공급을 시작했다.
기존 태양광 가로등은 태양전지판을 가로등주 최상단에 남쪽 방향으로 설치, 가로등 하단 함체 내부의 납축전지에 충전 시킨 후 다시 상단부 등기구까지 연결해 불을 밝히는 번거로운 형태로 제작됐다.
그러나 ㈜에이스텍은 태양전지판과 배터리, 등기구 등 구성 장치를 하나의 모듈로 만들어 번로움을 개선시켰다.
또 태양전지판을 남쪽으로 기울여 설치하지 않고 수평으로 설치하면서도 성능 면에서 30%까지 충전효율을 향상시켰다.
성능뿐만 아니라 가격적인 면에서도 국내 태양광 가로등 가운데에서도 가장 높은가성비를 보이고 있다.
30W급 제품 가격은 300~400만원대인 것에 비해 ㈜에이스텍 제품은 200만원대로 책정해 소비자 부담을 덜어주고 있다.
사용자들이 가장 선호하는 제품인 60W급은 300만 원대로, 타 업체의 400~500만원대 제품에 비해 월등한 저렴한 가격경쟁력을 보이고 있다.
더구나 90W, 120W급 제품은 아직까지 타 업체에서는 출시하지 못하고 있는 상황이지만 ㈜에이스텍은 자신감 있게 이 제품을 출시하고 있어 기술력 차이를 여실히 과시하고 있다.
㈜에이스텍의 세 가지 핵심기술은 ‘고효율 광학 시스템’과 ‘리튬인산철 배터리’, ‘MPPT컨트롤러’ 등으로 꼽을 수 있다.
◆ 다기능 고효율 광학 시스템, 보호용 돔과 충전효율 향상
고효율 광학 시스템은 태양광을 직접 받는 PV(photo-voltaic)모듈 상부에 광학적으로 설계된 투명한 돔을 씌우는 것을 말한다.
이 돔은 태양광 모듈의 충전효율을 떨어트리는 먼지, 조류 분비물, 특히 바닷가 지역의 염해로부터 태양광 모듈을 보호하는 1차 역할을 한다.
여기에 더해 돔안으로 들어온 태양광이 돔 내부에서 난반사를 일으켜 충전효율을 15% 이상 증가시켜준다.
이 기술은 ㈜에이스텍의 특허기술로 가로등뿐만 아니라 태양광을 이용하는 각종 설비나 장치라면 얼마든지 적용할 수 있어 사업영역의 탁월한 확장성을 돋보여 주는 특허품이다.
◆ 크기는 작게, 수명은 길게, 안전성 높인 리튬인산철 배터리
㈜에이스텍 태양광 가로등의 또 하나 특징은 리튬인산철 배터리(LFP, LiFePo4)를 사용한다는 점이다.
태광으로 생산된 에너지를 저장하는 장치인 배터리는 태양광을 이용한 제품에 반드시 필요하고 필수 부속품 중 하나다.
기존 태양광 가로등 대부분 납축전지를 사용하는데 이는 가격이 저렴하다는 장점은 있지만 배터리 수명이 2년 정도로 짧아 부담성이 크다는 지적으로 제기되는 부분이다.
더구나 기존 제품 경우, 배터리를 수납하는 박스함체가 가로등 하부에 부착돼 있어 배터리가 도난되는 경우가 빈번히 발생하기도 한다.
이 부분 역시 사용자 측의 사후관리에 대한 불만이 나올 수밖에 없는 상황이다.
또, 축전지 밀도가 떨어져 같은 용량을 충전하려면 배터리 크기가 리튬인산철 배터리와 비교해 몇 배 커져야 하는 점도 태양광 가로등 활성화의 걸림돌로 지적되고 있다.
㈜에이스텍은 이 같은 기존제품의 모든 단점을 개선시켰다.
특히, 리튬인산철 수명은 10년 정도지만 사실상 반영구적이어서 배터리 교체라는 사후관리에 대한 염려는 깨끗이 지웠다. 더구나 이 배터리가 내장되는 박스함체가 가로등 최상부 등기구 바로 밑에 설치돼 배터리 도난이나 훼손의 우려를 말끔히해결했다.
리튬인산철 배터리는 납, 황산, 니켈, 카드뮴 등 유해 중금속 물질이 전혀 없고, 에너지 밀도도 2배 이상 높아 충·방전 성능이 탁월하다.
여기에 고온에서도 폭발, 화재 등 염려가 없고, 고온에서 수명 저하, 저온에서 작동 불량 등 문제가 발생하지 않아 우수하고 안전한 제품으로 각광받고 있다.
◆ 최대 전력생산 지점을 찾아 충전효율 높이는 MPPT컨트롤러
고효율 태양광 가로등을 구성하는 또 하나의 축은 MPPT컨트롤러(최대전력점추적, Maximum Power Point Tracking)이다.
태양광 모듈을 통해서 모인 태양광 에너지는 컨트롤러를 통해 배터리에 충전된다.
컨트롤러 성능이 떨어지면 태양광 에너지 충전효율은 떨어질 수밖에 없지만 반대의 경우, 뛰어난 성능을 가진 컨트롤러라면 똑같은 조건에서도 30% 이상 효율성을 높일 수 있다.
기존 컨트롤러는 화창한 날에는 제 성능을 발휘하지만 흐린 날에는 효율성이 크게 떨어지는 단점이 있다.
그렇지만 ㈜에이스텍 제품의 MPPT컨트롤러는 흐린 날에도 충전 기능이 가능하도록 설계돼 있다.
MPPT 컨트롤러가 가장 효율적으로 이용되는 경우는 구름, 나무, 눈에 의해 그림자가 생겨 여러 개의 최대 전력을 나타낼 경우다.
이 경우에도 실제 최대 전력생산 포인트는 한 곳일 수밖에 없다.
기존제품의 방식 컨트롤러는 이 포인트를 제대로 찾지 못해 충전량이 떨어지는 상태를 보이고 있다.
이에 반해, MPPT컨트롤러는 최대 출력지점을 빠르고 정확하게 찾아 자원의 손실을 줄이고 모듈의 효용 가치를 최대로 높여주는 효율성을 보인다.
우리나라 보통 날씨 경우, 배터리를 완전히 충전하는 데 걸리는 시간은 3~4시간, 흐린 날의 기존 컨트롤러는 50~60% 정도 충전으로 그치지만 MPPT컨트롤러는 시간이 좀 더 걸릴 뿐 90% 이상 완전 충전이 가능하다.
㈜에이스텍의 태양광 가로등은 디자인 면에서도 유지보수가 편리한 구조다. 20W급 등기구를 1개부터 4개까지 한개 가로등주에 설치할 수 있어 점등되지 않는 문제가 발생한 등기구만 교체할 수 있는 장점이 있다.
◆ 끊임없이 도전하는 ‘㈜에이스텍’ 김승택 대표이사 interview
Q. 태양광 가로등 국산화 의의는?
A. 지금까지 태양광 관련 각종 부품이나 장치 등은 중국산에 많이 의존해왔던 것이 현실이다.
아무래도 가격 측면의 요인이 큰데, 앞으로 신재생에너지 사용이 계속 늘어가는 추세라고 볼 때, 기술과 품질 격차가 크지도 않은데 수입에만 의지하는 것은 국가 경제와 국내 산업육성 차원에서도 바람직하지 않다고 본다.
태양광 가로등은 수많은 신재생에너지 제품 중의 하나이지만 여기에 들어간 국산 신기술은 각종 산업이나 제품 분야에 적용할 수 있어 미래에 기대할 수 있는 효과가 크다고 본다.
Q. 기술의 핵심은 무엇인가.
A. 고효율 광학 시스템이다. PV모듈 위에 광학적으로 설계한 투명돔을 장착함으로써 발전효율을 최대한 끌어올릴 수 있다.
또, 방진 방수 처리를 함으로써 태양광발전 제품을 적용하기 어려웠던 바닷가에도 사용할 수 있도록 했다.
고효율광학 시스템과 고성능 리튬인산철 배터리를 접목함으로 설비의 효율을 극대화한 것이다.
Q. 기존 일반 가로등과 비교했을 때 어떤 점이 다른지?
A. 일반 가로등을 설치하려면 전기선을 끌어들여야 하는데 땅을 파고 관을 묻는 공사가 반드시 있어야 한다.
태양광 가로등은 이 과정이 생략되는 것이다. 가로등을 세우기만 하면 태양이 주는 에너지를 받아 어두운 곳을 밝혀준다.
예를 들어 발전소나 송전계통에 문제가 있어 정전되더라도 태양광 가로등은 꺼지지 않는다.
안전성 면에서도 태양광 가로등이 우수하다. 사고나 자연재해 등으로 가로등이 넘어지거나 침수되는 경우도 있다.
전력선에 연결된 가로등은 사고가 발생하면 누전되거나 감전의 위험이 있지만, 태양광에 생산된 전력은 12V에 불과해 감전 사고의 위험이 전혀 없다.
Q. 앞으로의 사업 전망은?
A. 국내 신설 가로등을 태양광 가로등으로 대체하면 화석연료를 사용해 생산된 전력을 그만큼 덜 사용하게 된다.
각 지자체가 가로등 전력 요금으로 작게는 수억 원에서 많게는 수십억 원이 넘는 비용을 지출하고 있다.
이는 곧 그만큼 화석연료에서 뽑아낸 전기를 사용한다는 의미이므로 일상적인 가로등이나 보안등부터 신재생에너지 제품으로 대체하는 것이 지구의 환경을 지키는데 이바지하는 것이라고 본다.
이미 호주나 뉴질랜드, 중국 등은 태양광 가로등이 일반화돼 있다.
경제개발이 한창인 동남아시아나 서남아시아, 아프리카 등지에서도 태양광 가로등에 많은 관심을 보이고 실제로 오퍼 요청이 오기도 한다.
Q. 회사의 다른 사업 분야는?
A. 에이스텍이 기존에 해오던 제품들은 꾸준히 많은 정부 기관에서 사랑을 받고 있다. 조달시장에 공급하는 품목들은 천연목재 난간, 철제 난간, 천연목재 바닥재, 태양광 가로등, LED경관등 등 친환경 제품들이다.
집 주변 공원이나 가까운 근교의 둘레길 등에 천연목재 데크가 깔려있고, 보행자의 안전을 위해 천연목재 난간이 세워져 있고 태양광 가로등이 다니는 길을 밝혀주고 있던 셈이다.
우리가 생활하면서 쉽게 접하는 제품들이다 보니 품질과 환경에 특히 주의를 기울여 기술을 개발하고 제작, 설치하고 있다.