산업화시대 이래로 과학기술의 진보, 물질문명의 발달과 더불어 에너지 소비량도 폭발적으로 증가하여 왔다. 이로 인한 환경문제, 지구온난화 등 범지구적인 차원의 이슈가 발생하였다. 기후변화에 대처하기 위한 에너지 절약은 정책당국자, 학계, 산업계뿐만 아니라 일반시민들에게 있어서도 오랫동안 고민되어온 화두가 되어 오고 있다. 또한, 최근 발생한 일본의 원자력 방사능 유출건도 일본 수도권의 막대한 전기 소비량을 뒷받침하기 위해 건설된 발전소로 인한 2차 피해라는 측면에서 보다 안전하고 환경 친화적 재생적인 에너지에 대한 관심은 더욱 높아갈 수 밖에 없는 실정이다. 그러나 이를 위해 수많은 캠페인들이 행해져 왔음에도 불구하고 에너지 과소비는 여전히 해결되지 않고 있는 난제 중에 하나이다. 이러한 오랜 이슈를 해결하기 위해 기존의 에너지 절감 정책의 틀에서 벗어나 인간의 실질적인 소비행태에 변화를 주려는 대안 모색을 목표로 경제학의 새로운 패러다임인 행동주의 경제학의 프레임워크를 동원하여 효과적인 에너지 절감방안을 사람들의 제한적 합리성에 근거하여 모색하고자 한다. 더불어 이러한 시도는 최신 IT기술과의 융합을 통해 그 효율성을 극대화할 수 있을 것이다. 따라서 행동주의 경제학의 이론적 개념과 실질적인 적용사례를 살펴보고, IT기술의 융합을 시도할 때 고려해야할 사항들에 대해서도 논의를 전개해 나갈 것이다. 이를 통해, 효과적이고 효율적인 에너지 절감정책을 발견하기 위한 정보의 전달방식, 정보의 영향력, 편익측면의 제약사항 등에 대한 다양한 실험적인 연구들을 촉구하고자 한다.
전기는 생산, 공급하는 전력회사와 사용, 소비하는 수용가 사이에 전기사용량을 계량하여 요금을 부과하는 장치로 전력량계를 수용가에 부설하여 부하에서 소비하는 전기에너지를 측정하고 있다. 현재 전력거래용으로 사용하고 있는 전력량계는 대부분이 기계적으로 기능이 단순하기 때문에 수요조적, 부하조절, 공급조절 등의 목적으로 기능이 다양한 전자식 전력량계를 적용하게 되었으며 또한 자동원격검침 시스템을 추진하고 있는 실정이다.
전기는 생산, 공급하는 전력회사와 사용, 소비하는 수용가 사이에 전기사용량을 계량하여 요금을 부과하는 장치로 전력량계를 수용가에 부설하여 부하에서 소비하는 전기에너지를 측정하고 있다. 현재 전력거래용으로 사용하고 있는 전력량계는 대부분이 기계식으로 기능이 단순하기 때문에 수요조절, 또한 자동원격검침 시스템을 추진하고 있는 실정이다.
GR을 목전에 둔 지금, 한가이 그 추이를 지켜 보고만 있을 것이 아니라 추진해야할 과제를 주의깊게 선정하여 미리부터 실천해 나가지 않으면 안될 때이다. 그중 간과되기 쉬운 몇가지 중요한 점들을 지적하면 다음과 같다. 첫째, GR의 본질이 에너지 협상(Energy Round)인 것에 관한 일반국민과 관계전문가의 인식제고가 시급하다. 둘째, 국내산업의 에너지 소비구조를 엄밀히 분석하여 예방적 차원에서 효율개선 및 환경보호 조치를 해나가야 한다. 평균소비형, 저소비형과 같이 나눌때 각 산업군별로 적절한 정책적 대안과제를 만들어 시행에 옮겨가야 한다. 셋째, 국내 에너지 넷트웍을 분석하여 환경규제의 영향을 종합분석하여야 한다. UR은 우리나라 농업부문에 특히 심각한 영향을 미쳤지만 GR은 대상범위가 훨씬 광범위하다. 마지막으로, 전력부문에 미칠 GR의 영향은 반드시 종합에너지 차원, 그리고 국민경제 전체를 포괄한 차원에서 평가되어야 한다. 환경설비로 인한 전력가격의 상승은 각종 기업비용 상승으로 연결되고 물가수준 및 GNP에 영향을 미칠 뿐만 아니라 더 나아가 수출주도형인 우리의 산업경제구조가 가진 국제경쟁력에도 심각한 영향을 미친다.
우리나라는 경제 사회의 발전에 따라 에너지다소비 형태의 사회로 변모해가고 있으며 업무용건축물과 산업시설에서도 그 기능이 점차 다양화, 고도화, 고기능화해 짐에 따라 전력소비가 매년 급속히 증가하고 있다. 이러한 배경에서 본 연구는 전력다소비 건축물을 중심으로 전력관리 운용실태를 조사 분석하고 전기설비의 에너지절약 운용을 위한 요소기술과 기법들을 검토하였다.
지구온난화 방지 등 환경보전을 목적으로 전기기기 및 설비의 전력소비를 저감시키기 위한 성에너지관련법이 일부에서 시행되어 각 방면에서 그에 대한 대책이 이루어지고 있다. 전기기기 중에서도 공조기는 일반가정의 소비전력에서 차지하고 있는 비율이 $24\%$로 상당히 큰 편이다 최근 공조기는 소비전력을 저감시키기 위해 기간부품의 효율 개선을 도모하여 왔으나, 이 효율 개선에는 전력소비가 큰 압축기(탑재)모터와 이것을 구동하는 인버터의 손실 저감도 반드시 필요하다. 또 효율개선 외에 공조기 운전시의 쾌적성 향상의 관점에서 저진동화 및 저소음화를 도모할 필요가 있어 구조명과 함께 인버터 제어면에서의 대책을 시행하여 왔다. 압축기 중에서도 성능개선이 두드러진 룸에어컨은 압축기에 고효율의 브러시레스 DC모터를 탑재하여 정현파구동방식을 이용한 인버터에 의해 고효율화를 실현하였다. 이 정현파구동방식은 독자적인 과(過)변조 PWM(Pulse-Width Modulation) 방식을 적용하여 효율 개선에 크게 기여하고 있다. 또 인버터는 압축기 특유의 맥동(脈動)부하에 기인하는 진동을 제어$\cdot$억제하여 저진동화를 실현하였다. 또한 패키지에어컨에서는 인버터 캐리어주파수에 기인하는 캐리어음(音)을 인버터제어로 억제하여 저소음화를 실현하였다. 본고에서는 공조기를 대상으로 특히 에너지 소비가 큰 압축기용 모터와 이것을 구동하는 인버터의 효율개선 기술과 저진동화 및 저소음화를 도모하기 위한 인버터 응용기술에 관하여 기술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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