[비즈월드] SK에코플랜트(대표 박경일)가 특허 취득에 성공한 ‘무정전 전원장치’로 연료전지 시장 선점에 나선다. 무정전 전원장치를 연료전지 사업에 연계하는 등 사업 수주를 위한 프로젝트도 본격화한다.

28일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, SK에코플랜트의 ‘직류 부하에 지속적으로 전력 공급이 가능한 무정전 전원장치’는 지난 2021년 9월 출원(출원번호 제1020210121526호)돼 같은 해 12월 특허(등록번호 제102343175호)로 등록받았다.

무정전 전원 장치(uninterruptible power supply, 이하 UPS)는 일반·예비 전원을 사용할 때 전압·주파수의 변동이나 정전이 발생하더라도 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 하는 장치다. 금융·방송·IT·병원 등 안정적인 전원 확보가 요구되는 산업이 발전함에 따라 UPS의 도입률도 높아지고 있다. 그러나 기존에 개발된 UPS는 교류 부하에 지속적인 교류전원 공급만 가능할 뿐 직류 부하에 지속적인 직류전원을 공급하지 못한다는 문제점이 있었다.

SK에코플랜트가 개발한 무정전 전원장치는 교류 부하·직류 부하에 모두 전력을 공급할 수 있다. 정전이나 교류전원에서 직류 전력을 생성하는 부품이 고장 나는 등의 사고가 발생하더라도 고품질의 직류 전력을 직류 부하로 지속해서 공급할 수 있다.

무정전 전원장치는 ▲교류전원 전압측정기 ▲입력변압기 ▲정류기 ▲배터리 ▲인버터 ▲출력변압기 ▲직류안정화기 등으로 구성된다.

교류전원 전압측정기는 무정전 전원장치의 교류입력포트에 연결된 상용 교류전원의 전압을 측정한다. 교류전원이 무정전 전원장치에 연결된 직류·교류 부하에 안정적으로 전력을 공급할 수 있는지를 확인한다.

입력변압기는 교류전원으로부터 공급된 교류 전력의 전압을 정류기의 입력 전압에 부합되도록 전압을 변압한다.

정류기는 입력변압기에 의해 변압된 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 변환된 전력은 인버터로 출력되고 배터리를 충전하고 직류안정화기 직류 부하에 공급된다.

배터리는 정류기에 의해 변환된 직류 전력을 충전한다. 직류 전력을 저장하거나 방전할 수 있다.

인버터는 정류기에 의해 변환된 직류 전력 또는 배터리로부터 방전되는 직류 전력 중 하나를 교류 전력으로 변환한다. 이를 통해 무정전 전원장치의 교류출력포트에 연결된 교류 부하에 교류 전력을 공급한다.

출력변압기는 인버터에 의해 변환된 교류 전력의 전압을 변압해 교류 부하에 공급한다.

직류안정화기는 배터리로부터 방전되는 직류 전력을 안정화해 직류 부하에 공급한다.

이밖에 전력의 공급을 허용하거나 차단하는 ‘스위치’, 교류 전력의 전압을 측정하는 ‘제1전압측정기’, 배터리의 전압을 측정하는 ‘제2전압측정기’, 측정된 전압의 크기에 기초해 정류기의 동작과 인버터의 동작을 제어하는 ‘제어기’, 대체에너지원(연료전지·태양전지·풍력발전기 등)에서 공급된 전력을 배터리 충전 전압에 대응되는 직류 전력으로 변환하는 ‘컨버터’ 등을 더 포함할 수 있다.

무정전 전원장치는 다양한 모드로 작동한다. ▲정상 모드 ▲배터리 모드 ▲대체에너지 병용모드 ▲대체에너지 단독모드 ▲바이패스 모드 등이다.

정상 모드는 외부 교류전원이 안정적으로 공급되고 무정전 전원장치 내부의 설비들이 모두 정상 동작하는 통상의 상태다.

배터리 모드는 배터리가 방전하는 직류 전력으로 직류·교류 부하에 전력을 공급하는 모드다. 정상 모드 동작 중 정전 등으로 인해 교류전원으로부터 교류 전력 공급이 불가능할 경우 동작한다.

대체에너지 병용모드는 정상모드에서 무정전 전원장치에 전압을 공급하던 외부 교류전원이 정전 등으로 인해 전압 공급이 불가능할 때 대체에너지원의 전압을 이용해 무정전 전원장치에 연결된 직류·교류 부하에 연속적으로 전압을 공급하는 모드다. 대체에너지원으로부터 공급되는 전력이 부족할 경우 배터리 전력을 함께 사용한다.

대체에너지 단독모드는 대체에너지원의 전력을 이용해 교류·직류 부하에 전력을 공급한다. 대체에너지 병용모드와 유사하나 전력 공급에 대체에너지원의 전력이 단독으로 사용된다는 점에서 차이가 있다.

바이패스 모드는 무정전 전원장치의 인버터가 고장 등의 이유로 동작하지 않을 때 인버터 없이 상용 교류전원을 이용해 부하에 전압을 공급하는 모드다.

회사는 특허를 받은 무정전 전원장치와 연료만 공급하면 전력을 생산하는 연료전지를 연계한 ‘연료전지 연계형 무정전 전원장치’를 통해 글로벌 연료전지 시장 선점에 나설 계획이다.

SK에코플랜트 관계자는 “이 특허 기술과 연료전지를 연계한 ‘연료전지 연계형 무정전 전원장치’는 정전과 같은 사고에도 셧다운 없이 안정적으로 전력을 공급할 수 있다”며 “잠시라도 전력이 끊기면 막대한 피해가 발생하는 병원·데이터센터·금융시스템 등에 사업 수주를 확대할 계획”이라고 전했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]