인버터를 이용한 에너지 절감 사례

ESCO 2008 November + December Where Esco?

인버터란?

VVVF (Variable Voltage Variable Frequency의 약자)라고도 하며 상용 전원의 전압과 주파수 변화를 통하여, MOTOR의 회전 속도를 자 유롭게 제어하는 MOTOR 가변속 제어 장치임.

인버터의 특장점

부하변동에 대하여 밸브와 댐퍼를 조정하여 부하 변동에 대응유량을 줄 이더라도 손실(관로저항)이 증가해서 모터 소요 동력은 그만큼 감소하지 않는다.

속도가 100%일 때의 에너지 소비량 속도가 50%일 때의 에너지 소비량 속도를 50% 줄였을 경우의 에너지 절감량

전동기의 회전수 제어를 하면 소요동력은 회전수 3승에 비례해서 감소해 큰 에너지를 절감할 수 있음.

속도가 100%일 때의 에너지 소비량 속도가 50%일 때의 에너지 소비량 속도를 50% 줄였을 경우의 에너지 절감량

인버터를 이용한 에너지 절감 사례 ^{_ LS산전(주)}

에너지 절감 원리 1) 댐퍼 제어시

2) 인버터 제어시

에너지절감이 가능한 부하의 종류

부하 기능 용도 구체적인 장치명

빌딩 공조설비 급배기팬, 브로워, 쿨링타워

로[爐]내습도, 온도제어 건조로, 열풍로,

보일러 급배기팬

FAN 급기 건조기, 온도, 습도제어 텐터기 열풍팬, BLOWER

환기 식품/목재/섬유 등 건조 및 온/습도 제어용 팬 배열, 환기설비[흡진] 납땜장치, 도장장[섬유가공], 집진기

축사공조 기타 계사, 돈사 등 급배기팬

상하수도 Pump 상하수/정수처리 등 각종 펌프

급수

급수설비 빌딩/아파트 등 직배관 급수시설,

급유

양수펌프, 분수대 등

PUMP

냉각수 Pump 빌딩/생산시설의 냉각수 펌프,

순환펌프

급유설비 저유소 급유탱크/송유펌프 등

유체 가스 이송설비 스크래버

이송 취부용 노즐압력제어 섬유염색, 도장장치

기타 기타 사출기 Pump, 기타 유압펌프,

컴프레셔, 교반기

’08 ESCO투자 우수사례 - 1

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설치사례

•FAN, PUMP에 Inverter 설치

•대상 설비 용량 및 수량

-11kW 4대, -15kW 1대, -22kW 21대, -30kW 11대, -37kW 14대, -45kW 3대

•연간 전력 사용량

-교체 전 : 6,303,000kWh - 교체 후 : 3,146,000kWh

•절감량(금액) : -3,157,000kWh/년(절감률: 44%) -￦195,863천원/년

•총 투자비 : ￦ 660,000,000원

•투자비 회수 기간 = 총 투자비÷절감금액 3.5년

설치사례

•냉각수 공급 Pump

- 공정에서 윤할 및 냉각 목적으로 냉각수를 공급함.

- 30kW : 3대, 45kW : 3대, 110kW : 1대, 모터 2대

•총 투자비 : ￦249,800,000원

•절감량(금액) : - 1,248,605kWh/년(절감률 : 47%) - ￦71,295,000원/년

•투자비 회수기간 = 총 투자비 ÷ 절감 금액 3.3년 1) C 화학

2) D 자동차 - A

3) D 자동차 - B

• 냉온수 순환펌프에 Inverter를 설치하고 펌프의 Valve를 100%

Open하여 운전하면서 수동으로 적정 회전수를 설정

• 대상 설비 용량 및 수량 : 총 12대

-55kW 2대 -75kW 4대 -110kW 4대 -160kW 2대

• 연간 전력 사용량

-교체 전 : 7,294,000kWh -교체 후: 5,312,000Wh

•총 투자비 : ￦ 420,000,000원

•절감량(금액) : 1,981,000kWh(절감률 : 34%) ￦182,659천원

•투자비 회수 기간 = 총 투자비÷절감금액 2.3년

4) D 무역

1. 대상 선정 및 방법

각 공정별 대상 부하를 진단한 결과, 시설 운용에 따른 대수제어로 사용 시간대가 고루 분포되어 있어 사용시간에 따른 경제성이 다소 떨어지나, 인버터를 이용한 상용 / 예비로 절환 운전 방식을 채용할 시 절감량이 많 은 것으로 파악됨.

-각 부하 진단 결과

-11KW 이상모터 중 FAN, PUMP, BLOWER의 이승저감 부하만 선정 1) 개도율(댐퍼) 70% 이상 제외

2) 연평균 가동 시간 4,500시간 이상 부하 3) 절감 효과 없는 부하 제외

4) 현장에서 절감을 제안하는 부하

2. 절감효과분석

열교환기

탱크 Mixing Pump

열교환기

LS INV LS INV

공급 Pump 압력/유량

센서 제조 설비

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5) S 취수장 1. 추진배경효과 1) 정수처리 측면

2) 경제적인 측면

2. 시설운영개요 1) 대상설비 현황

S 취수장

취수펌프 500[kW] X 2대 3.3kv, 60Hz, 3 Φ, 토출량: 19.2[㎥/min]

취수펌프 900[kW] X 2대 3.3kv, 60Hz, 3 Φ,토출량: 38.2[㎥/min]

대상 설비 건립년도: 1994년

취수능력/대당 ① [천 ㎥/년간]

10,092 20,078 30.170 82,657 구분

500[Kw]

900[Kw]

연간총계 일평균

연간 취수 생산량 ② [천 ㎥/년간]

5,650 19,612 25,262 69,210

연평균 소요대수 0.56대

0.97대

비고

① Valve 100[%]

개방시

3. 사업추진효과 1) 경제성 분석

생산원가비교

취수에 따른 효과

전력 Peak 비교

운전 개선 효과

2) 단순 비교 효과

에너지요금 1.83억원/년

절감

2005년 본청 전력 사용

경상비 절감(인원 감축)효과

경유700㎘(3,500드럼)/년간 절감

이산화탄소(CO²)395Ton/년간 감소

전력량–1,658 [천kWh]

금액–170 [백만원]

3[천만원/년] x 5인

지구온난화의 주요원인인 온실가스(CO²)배출감소 효과로 청정환경 보호

전력량 3,000[천KWh]/년

절감

2) 취수펌프 운영현황(2005년 자료 기준)

6) Y 화력

1. 설비개요 및 시스템 구성

- Air System구성은 FDF, IDF, PAF, SAH, A/H, GRF, EP, IDF로 구성

- FDF에 의해 AIR는 PAF와 SAH에 공급되며, 유량은 INLET VANE CONTROL

- FDF유량은 석탄의 사용량에 비례하여 풍량을 조절

- 연소 후 발생되는 배기가스는 Air Preheater를 거치면서 연소용 공기를 예열시킨 후 전기집진기에서 집진된 다음 2대의 ID FAN에 의해 Stack으로 배출

- IDF는 배기가스를 INLET VANE COTROL하여 적정한 차압을 유지

2. 설비 규격

3. 설치 전후 절감량 비교 1) 정량적 효과

2) 정성적 효과

•Fan 소음 감소로 작업성 향상

•진동 감소로 기계적 수명연장

•정격전류 100% 이내의 Soft Start 기동으로 Motor 수명 연장

•정밀한 유량 / 압력 제어 가능

•운전동력 감소로 Peak 전력 절감

7) G 발전소 1) 정량적 효과

2) 정성적 효과

•SLP Pond Level 제어로 CWP에 필요한 유량을 공급

•CWP 인버터운전에 의한 Condenser 압력제어

•정격전류 100% 이내의 Soft Start 기동으로 Motor 수명 연장

•정밀한 제어 가능

•운전동력 감소로 Peak 전력 절감

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