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해외전기현장 최신기술-일본편
2006년 1월 1일 (일) 22:06:00 |   지면 발행 ( 2005년 12월호 - 전체 보기 )

생물원격 측정기로 하천 어류의 행동파악 기술 확립츄우부전력은 최근 생물원격 측정기(biotelemetry)를 이용한 하천 어류의 행동파악기술을 확립했다. 이 회사는 수력발전용 댐 등의 하천 구축물이 하천 어류 등 수역생물의 생태계에 미치는 영향을 줄이고 자연환경과의 조화를 추구하기 위해, 전부터 생태조사 및 조사기술의 개발에 힘쓰고 있다. 그 일환으로써 하천 어류에 소형발신기를 부착해 그 행동을 해석하는 기술(생물원격 측정기)을 확립했다.지금까지는 하천 어류의 행동파악을 위해 물고기에 앵커꼬리표를 붙여 방류시키고 다시 포획하는 방법을 이용했다.하지만 이 방법으로는 방류지점과 재포획지점만 파악할 수 있을 뿐, 그 과정의 행동을 파악하는 것은 불가능하다. 또 재포획할 수 있는 확률이 낮은 문제도 있다.츄우부전력에서는 물고기의 행동 데이터를 상세하고 확실하게 얻을 수 있는 방법으로 생물원격 측정기를 착안해 크기가 작은 하천 어류 산천어와 곤돌매기에 이 시험을 실시한 결과, 좋은 성과를 얻을 수 있었다.생물원격 측정기의 특징으로는 크기가 작은 하천 어류의 개체마다 행동을 파악할 수 있다는 점이다. 소형 발신기 부착 대상은 체중 40g 정도 이상의 어류로, 주야에 상관없이 행동을 파악할 수 있고 두 마리 이상을 동시에 추적하는 것도 가능하다. 또 측정 정밀도(오차)는 수 m~10m 정도라고 한다.이번 기술개발은 독립행정법인 농업공학연구소의 의뢰로 츄우부전력이 개발한 생물원격측정기의 기술을 이용해 일본 시가현의 비와호에만 서식하는 니고로붕어를 대상으로 산란장소인 수전지대에서 행동추적조사를 실시했다.그 결과 농업 배수로에 설치한 간이 어로에서 상류로 거슬러 올라가는 상황 등 상세한 행동을 확인할 수 있었다.이번 기술은 환경조화에 관계된 츄우부전력의 필요에 의해 개발, 확립을 추진했지만, 양호한 결과를 얻었기 때문에 일반 연구기관에도 활용할 수 있도록 했다.또한, 조사는 츄우부전력 그룹인 테크노츄우부가 실시한다. 홋카이수력발전과 삿포로시 수도국, 모이와정수장수력발전 공동사업 실시홋카이도 전력그룹인 홋카이수력발전과 삿포로시 수도국은 최근 모이와정수장을 두고 수력발전에 관한 공동사업을 실시하게 됐다. 두 회사는 전부터 지구온난화방지 관점에서 모이와정수장의 미이용 수력에너지를 활용한 수력발전사업을 검토해왔는데, 이번 공동사업으로 모이와정수장수력발전소(최대출력365kW)를 신설하게 됐다.공동사업의 구체적인 형태는 삿포로시 수도국이 장소와 수도관 등의 설비를 무상제공하고, 홋카이도수력발전이 모이와정수장 구내(삿포로시 츄오구 후시미)에 수차·발전기 등을 설치한 후, 발생한 전력을 수도국의 수도기념관·모이와정수장에 공급하고, 그 대가로 에너지서비스요금을 수령한다는 온사이트형 수력발전사업이다<그림1>.사업 기간은 운전개시부터 20년간을 예정으로 한다. 수도설비를 활용한 온사이트형 수력발전사업은 전국에서 최초이다.이로써 삿포로시 수도국은 민간 활력을 도입함에 따라 초기투자의 경감 등 이점을 누릴 수 있고 또, 홋카이수력발전은 지금까지 쌓아온 수력발전업무의 운영·보수의 노하우를 최대한 활용해 사업영역 확대에 투자하게 된다.향후 이에 관계된 모든 절차를 수행하면서 수차·발전기의 설계·제작·설치공사를 실시, 2007년 4월 발전소의 운전을 시작할 예정이다.츄우부전력, ‘55kW스털링엔진’ 운전 개시츄우부전력은 고효율의 목재질 바이오매스(생물자원) 소형발전시스템 도입을 목표로 ‘55kW 스털링엔진’의 운전을 개시했다<그림2>.이 회사는 마루베니와 공동으로 2003년부터 스털링엔진의 국내도입을 위해 발 빠르게 대처해왔다. 경제산업청에도 ‘기술기준적합성평가’를 의뢰해 왔으며, 이번 평가결과에 근거해 일본 내의 한정사용으로 승인 된 미국 STM파워사의 ‘55kW스털링엔진’에 관해 평가시험을 위한 운전을 개시했다.이 시스템이 실용화되면 목재질의 바이오매스를 이용한 소규모 분산전원으로서, 지구온난화의 원인인 CO2 발생을 억제하는 데 크게 공헌할 것으로 기대된다.스털링엔진은 기존 엔진이 실린더 내의 연소로 팽창력을 이용하는 데 반해, 외부로부터의 가열·냉각에 의해 실린더 내의 기체의 팽창·수축으로 피스톤운동을 일으킨다. 열원과 연료를 선택하지 않기 때문에 바이오매스 등의 고체연료도 이용할 수 있다는 특징이 있으며, 이론상으로는 열효율이 높아 저진동, 저소음 등 환경 면에서 뛰어나다.그러나 개발상의 과제도 많아 실용화에 성공한 예는 거의 없다. 이번 평가시험을 실시한 STM파워사의 스털링엔진은 상업용으로 세계 최초로 발매 된 것이다.츄우부전력에서는 STM파워사의 스털링엔진의 다음과 같은 3가지 특징에 착안해 평가시험을 실시하게 됐다.첫째로, 바이오매스를 연료로 이용할 수 있다는 점이다. 외연기관이기 때문에 연료를 가스로 고집할 필요가 없으며, 목재질의 바이오매스 등 연소배열을 직접 이용하기 때문에 설비비용이 절감된다. 또한 간벌재나 농업폐기물 등의 바이오매스를 연료로 하는 소규모 분산전원의 가능성을 보일 것으로 기대되기 때문이다.두 번째는 경제적이고 환경 면에 뛰어난 점이다. 엔진을 시동시키는 기체에 고압수소를 이용함으로써 경제적으로 높은 효과를 달성함과 동시에 저소음, 저진동, 저NOx 등 환경 면에 뛰어나다.세 번째는 출력이 50kW 급이라는 점이다. 소규모 열원·배열에서도 발전할 수 있기 때문에 다양한 요구에 대응할 수 있다. 2대 이상을 병렬 이용함으로써 수백 kW까지 대응가능하다고 한다.평가시험에서는 도시가스를 이용해 운전함으로써 스털링엔진의 기본성능을 파악한다. 2005년도 말에는 스털링엔진을 사용한 목재질의 바이오매스 소형발전시스템 시험을 실시할 예정이다.<그림3>바이오매스 발전시스템의 시험은 바이오매스를 연료로 사용할 수 있는 스털링엔진의 가능성에 착안해, NEDO(신에너지·산업기술종합개발기구) 공동연구로 츄우부전력이 계열사인 시테크과 함께 ‘바이오매스 직분식 소형발전시스템 연구개발’로 실시할 예정이다.세계 최초로 성공한 MgB2 초전도물질을 이용한 고온초전도 시스템의 영구 전류운전히타치제작소 히타치연구소와 독립행정법인물질·재료연구기구(이하, 물재연)는 마그네슘 다이보라이드(이하, MgB2) 초전도물질로 제작한 초전도 시스템을 이용해 세계 최초로 전류 감쇄가 제로에 가까운 영구 전류운전에 성공했다.MgB2는 2001년 발견된 새로운 초전도체로 금속계 재료로는 최고인 섭씨 마이너스 234℃라는 임계온도가 특징이다. 이에 따라 액체 헬륨을 사용하지 않고 초전도 상태를 만들어 낼 것으로 기대되며, 또한 재료조달이 용이하고 경량이기 때문에 저비용·경량 초전동선재를 제작하는 데도 주목받고 있다.이번 연구에서는 초전도 시스템에서 이제까지 냉각용으로 사용된 액체 헬륨을 사용하지 않고 1.5테슬라라는 높은 자장을 균일하고 안정적으로 실현할 수 있는 가능성을 나타냈다.초전도자석은 의료용 MRI시스템과 리니어모터카와 같은 분야에서 장치의 심장부를 구성하는 디바이스로 활용되고 있다. 이와 같은 분야에 활용할 초전도자석에 필요한 것은 높은 자기장을 균일하고 안정적으로 발생시키는 일이다. 현재는 액체 헬륨을 사용해 니오브·티탄이나 니오브·3·주석을 약 마이너스 270℃까지 냉각시켜, 초전도 상태를 만들어, 이 같은 조건을 충족시키고 있다. 이 때문에 액체 헬륨의 냉각설비를 필요로 하며 장치의 대규모화와 높은 운전비용을 피할 수 없었다.이번 성과에 따라 높은 임계온도를 갖는 MgB2 초전도물질을 영구전류운동이 필요한 MRI 등의 초전도 시스템의 응용을 기대할 수 있게 됐다. 또한 이로써 액체 헬륨을 사용하지 않고 게다가 초전도 시스템의 소형, 경량, 저비용화를 기대할 수 있다.시스템 전체로는 30% 이상의 대폭적인 비용절감과 시스템 전체 40% 이상의 경량화로 이어질 것 같다고 한다.도쿄전력, ‘칠레의 메탄회수 프로젝트’유엔 CDM 프로젝트에 등록최근 도쿄전력이 탄소 사용권을 구입할 예정인 ‘칠레의 메탄회수 프로젝트’가 유엔의 CDM 이사회를 통해 동사가 관계된 프로젝트로는 처음으로 클린 개발 메커니즘(CDM) 프로젝트로 등록됐다.이번 프로젝트는 칠레의 대기업 식품가공업자인 아글로슈퍼사가 보유한 5곳의 돼지농장에서 메탄가스를 회수해 연소시키는 것이다.돼지농장의 배설물 발효로 박테리아를 이용하는 최신 폐쇄식 분뇨정화처리시설을 설치하고 CO2의 약 21배 온실효과가 있는 메탄가스를 회수, 연소시킨다.이로써 연간 약 40만 톤(CO2 환산)이라는 온실효과가스의 대폭적인 절감이 예상 된다고 한다.도쿄전력은 이번 프로젝트에서 창출된 탄소 사용권을 2004년부터 2012까지 9년간 약 200만 톤(CO2 환산)을 구입하기로 하고 CDM 프로젝트로서 국제적인 인정을 받기 위해 2005년 7월, 아글로슈퍼사가 유엔에 등록 신청했다.향후, 유엔의 지정 운영조직에서 온실효과가스 배출삭감량의 검증 및 인정을 받아 탄소 사용권이 발행된다.도쿄전력은 환경보전을 경영의 가장 큰 중요과제 중 하나로 보고, 국내에서 지구온난화 대책을 적극적으로 추진함과 동시에, 세계은행의 ‘탄소기금’과 ‘바이오 탄소기금’의 출자 등 해외 프로젝트의 협력을 통해 탄소 사용권 취득을 위한 대책도 선구적으로 추진하고 있다.소규모 수력발전 CDM 프로젝트 ‘첸데브지 발전소’ 운전개시칸사이전력이 프로젝트 리더를 맡아 e7(세계전력수뇌유지 회의)의 멤버회사 4개 사가 2004년 6월부터 부탄왕국의 첸데브지 마을에 건설을 추진해온 소규모 수력발전소 ‘첸데브지발전소’가 운전을 개시했다.이번 프로젝트는 e7의 멤버 회사인 칸사이전력을 비롯해 ‘하이드로 케벡사’‘프랑스전력회사’‘미국 일렉트로닉파워사’의 4개 사가 일본 내의 전전화 율이 30~40% 정도로 머물러 있는 부탄왕국에 전전화를 추진하는 것이다.구체적으로는 수도 팀브에서 약 150km 떨어진 험준한 산악지대에 있는 미전전화된 첸데브지 마을에 출력 70kW의 소규모 수력발전소를 건설해, 마을 내의 약 50가구의 주택을 전화하는 것으로 부탄왕국에 미전화 지역의 전화 추진과 생활환경 향상에 이바지할 것으로 기대된다.이번 ‘첸데브지발전소’의 완성을 기회로 소유권은 e7에서 부탄왕국 무역공업 에너지절약청으로 이전됨과 동시에 향후, 첸데브지 마을의 현지 오퍼레이터가 동청 및 e7의 감독·지도를 바탕으로 운전·보수, 모니터링을 수행한다.이 프로젝트는 유엔 CDM이사회에 의해 CDM(클린 개발메커니즘) 프로젝트로 등록됐다. 칸사이전력을 포함한 e7가맹 각사는 이번 프로젝트를 통해 CO2 소유권은 물론, CO2 소유권 획득에 관한 식견·노하우를 얻어 CDM의 국제 규칙 정비에 공헌함과 동시에 다른 CDM 프로젝트에도 계속 활용해 갈 것이다.브라질의 CDM 프로젝트에서 배출권 282만 톤 구입J파워(전원개발)는 최근 브라질의 CDM 프로젝트에서 배출권 282만 톤을 구입했다. 일본기업의 CDM 사용권 구입량으로는 최대다.J파워는 브라질의 폐기물 처리 회사인 에센시스환경솔루션(주)과 동사(同社)가 실시하는 CDM 프로젝트에서 발생하는 배출권 사용권 282만 톤을 구입하는 계약을 체결했다.이 프로젝트는 에센시스환경솔루션이 브라질 상파울로시 북서에 위치한 카이에이러스폐기물처리장에서 메탄가스를 회수·연소해, 온실효과가스의 배출을 줄이는 것이다. 이미 일본정부에 CDM사업 승인을 얻었으며, 프로젝트 유효화 심사를 완료해 CDM 이사회에 등록 신청할 예정이다.J파워는 이 프로젝트로 2006년부터 2012년까지 7년간 282만 톤의 배출권 사용권을 구입하는데 이제까지 일본기업이 공표한 배출권 구입량으로는 최대다.시코쿠전력과 노이치쵸, ‘에코타운 주택 에너지절약 제휴 추진사업’ 실시시코쿠전력과 코치현의 노이치쵸는 에너지 공급사업자와 자치체가 공동으로 에너지절약을 추진하는 NEDO(신에너지·산업기술종합개발기구)의 보조사업을 실시한다.이 사업은 올해 신설된 ‘2005년도 에너지공급사업자 주도형 종합에너지절약 제휴추진사업’이며 주택에 관한 것으로 시코쿠에서 유일하게 채택됐다. 민생·산업부문의 에너지 절약을 추진하고 있는 시코쿠전력과, 전부터 ‘에코타운구상’을 바탕으로 거리조성을 진행해온 노이치쵸가 공동으로 일반가정의 에너지 절약을 추진하며, CO2배출량을 줄이는 것에 기여할 목적으로 진행한다.구체적으로는 노이치쵸 거주자(예정자 포함)로 에너지 절약에 관심이 있으며, 에너지 효율이 우수한 급탕기 ‘에코큐트’와 에너지절약 효과를 측정할 수 있는 ‘에너지소비 계측기’를 도입할 약 100가구를 모집해 보조금을 교부하고 지원한다.기기 설치는 2006년 2월 15일까지이며, 조건은 도입 후 3년간 모니터(도입 전 1년간 및 도입 후 3년간의 에너지 소비·감소 상황에 관한 데이터 제공에 협조)가 가능한 사람에 한한다. 보조금은 ‘에코큐트’와 ‘에너지소비 계측기’의 기기대금, 및 도입공사비의 1/2 이내이다. 보조대상기기의 ‘에코규트’는 에너지절약에 뛰어나며 친환경적인 급탕기로 주목받고 있기 때문에 매월 러닝 코스트도 약 1,000엔 정도로 큰 폭으로 억제할 수 있다는 점에서 시코쿠 내에서도 보급이 활성화되고 있다.시코쿠전력 및 노이치쵸에서는 향후 보조사업의 사업목적과 에너지 절약의 필요성, 동(同) 보조사업을 통해 얻은 에너지절약 효과에 대한 PR과 CO2 배출량 감소에 공헌할 생각이다.상품화된 화학물질의 생물 영향평가용 DNA 마이크로 어레이전원개발(J파워)과 (주)트렌스제닉과의 공동출자로 설립된 (주)에코제노믹스는 화학물질이 생물, 생태계에 미치는 영향을 유전자로 해석, 평가하기 위한 ‘DNA 마이크로 어레이’를 발매한다. ‘DNA 마이크로 어레이’는 슬라이드 유리 위에 DNA의 한 부분을 올렸기 때문에 화학물질의 생물에 대한 영향을 유전자로 파악해 종래 법에 비해 고정밀도로 단시간에 해석, 평가가 가능해 진다.화학물질의 심사·규제제도나 대책으로는 사람의 건강보호와 함께 생태계 영향을 해명하는 것이 급선무가 된다. 그러나 종래 화학분석과 독성시험으로는 생태계나 환경 속 생물의 영향을 정확하게 평가하기 불충분하기 때문에 뛰어난 방법이 요구되고 있다.‘DNA 마이크로 어레이’의 상품화를 지향해 온 에코제노믹스는 2004년 가을 제품 시작(試作)에 성공한 이래, 각종 시험을 통해 실용성·유효성을 확인하고 동(同)상품의 제조·발매 및 이를 이용한 위탁 해석업무를 본격적으로 시작하게 됐다.DNA를 망라해 올린 마이크로 어레이 상품은 이제까지도 있었지만, 에코제노믹스에서는 올릴 DNA의 종류를 줄임으로써 정밀도 향상과 저가격을 실현하고 있다.이번 발매하는 3형식 마이크로 어레이 중에서 송사리를 이용한 상품 발매는 세계에서 처음이 된다. 아울러 마이크로 어레이용 슬라이드 유리로 국내외로부터 높은 평가를 얻고 있는 마츠나미유리공업과 시약(試藥), 화성품(化成品), 임상시험약의 대기업인 와코순약공업과 업무제휴로 판매·위탁해석의 체제를 강화한다.당면과제인 판매, 위탁해석은 대학이나 공적연구기관 등의 연구자를 주요 대상으로 하고 있지만, 앞으로 각종 화학물질의 위험평가의 일환으로 공적 방법, 환경수질감시 방법으로 채용될 것으로 기대한다. 차세대 아몰퍼스(amorphous:비정질) 변압기용 신 아몰퍼스 금속 재료 개발최근 히타치금속(日立金屬)은 변압기 철심용에 최적인 신 아몰퍼스 금속재료를 개발했다. 히타치산기시스템(日立産機)은 신 아몰퍼스 금속재료를 사용해 이를 더욱 소형화 저소음화한 저손실 차세대 아몰퍼스 변압기를 개발했다.아몰퍼스 변압기는 에너지절약 성능이라는 매우 큰 장점을 지니고 있는데, 여기에 변압기의 소형화 저소음화에 대한 니즈를 만족시키는 차세대 아몰퍼스 변압기 개발이 요구되어 왔었다.히타치금속은 종래 재료인 철계 아몰파스 금속재료 [2605 SA 1](이하 종래 재료)와 비교해 자속밀도가 높고 철손실이 적으며 변압기의 소음을 낮춘 [고포화자속밀도아몰퍼스 금속재료 2605 HB 1](이하 신 아몰퍼스 금속재료)를 개발한 것이다. 히타치산기는 이 신 아몰퍼스 금속재료를 사용해 저손실 배전용 차세대 아몰퍼스 변압기를 개발했다.차세대 아몰퍼스 변압기는 지금까지 사용해 온 아몰퍼스 변압기보다 철심을 소형화했기 때문에 현행 전자동판변압기와 같은 수준까지 설치 면적을 줄일 수 있으며 소음도 낮출 수 있다.히타치금속은 아몰퍼스 금속재료 분야에서 계속적인 연구 개발을 해왔으며 아몰퍼스 금속재료와 응용제품 시장에서 전력 인프라를 뒷받침하는 변압기를 중심으로 세계 시장 확대를 전망하고 있다.지구온난화 방지를 위해 이산화탄소 온실효과 가스배출량을 감소시켜야 할 필요성이 더욱 커져가고 있어 효율적인 에너지 사용과 전력 사용량 절감이 요구된다. 그 과제 중 하나가 발전소에서 변전소를 거쳐 공장, 빌딩 및 일반 가정으로 전기를 공급할 때 변압기에서 발생하는 전력손실을 낮추는 것이다.현재 변압기의 철심은 연자성소재 중 하나인 전자동판이 주류인데, 이 전자동판을 히타치금속의 아몰퍼스 금속재료로 바꾸면 변압기 철심에서의 전력손실을 줄일 수 있다. 히타치산기는 1997년 첫 번째 방식으로 현행기준치에 적합한 변압기인 아몰퍼스 금속재료를 철심에 사용한 변압기를 일본 내 제조사로서 최초로 발매하였고, 이후 아몰퍼스 변압기의 개척차로서 보급에 힘써왔다. 전기설비 비용을 절감할 수 있는 저압조류제어장치츄우부전력(中部電力)은 (주)덴소퍼실리티즈, 이시바시(石橋)기술사사무소, (주)추오(中央)제작소와 공동으로 고압전기수급 고객의 전기설비 비용절감이 가능한 ‘저압조류제어장치’를 개발했다.이번에 개발된 신제품은 2개 이상의 변압기를 저압 쪽으로 접속하고 파워 일렉트로닉스 기술을 활용하여 변압기에 걸리는 부하전류를 양쪽 모두에 융통시켜 임의의 전류로 제어할 수 있는 제품이다.고압전기 수급 고객에게 생산라인 증강 또는 변경, 변압기와 저압선 등 전기설비 교환, 개수공사가 필요한 경우 이 제품을 적용하면 기존 변압기를 효율적으로 이용할 수 있어 설비개수공사가 필요 없다. 변압기 신설 시에는 과부하 될 경우를 상정하여 어느 정도의 여유 용량이 필요하지만, 변압기 전체로 부하 용량의 검토가 가능하므로 변압기 용량을 줄일 수 있어 설비투자 억제가 가능하다.통상의 운전 시에는 변압기 가동률을 적정화하면 변압기 손실 감소에 따라 운전비용을 절감할 수 있는 동시에 전력손실 감소에 따른 CO2 감소로 연결된다.이 제품의 정격은 삼상 200V 회로에 접속하는 조류제어전류가 300 600 1,200 A의 3시리즈가 있다.무사시인테크 ‘6508 다기능교정체크기 MMC-2’ 신발매무사시인테크는 전기설비, 전기·기계기기, 도구를 생산·설치공사·보수 유지하는 현장에서 상용화된 검전기, 테스터, 클램프 전류계, 절연·접지저항 등의 동작을 교정 체크하는 간이 교정기 ‘6508 다기능교정체크기 MMC-2’를 발매했다.최근 ISO의 보급과 사내표준화에 따라 일상적으로 사용하고 있는 전기 계측기를 교정·체크하는 일의 중요도가 날로 증가하고 있다. 이 제품은 초보자도 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었으며 합리적인 가격으로 출시된 보급형 다기능교정체크기이다.이 제품은 2005 전기설비공업전 제품 품평회에서 중소기업청장관상을 수상했다.[제품개요]전기공사·전기설비 유지 분야에서 빈번하게 사용되는 필수품 6종류인 현장용 계측기를 대상으로 한 합리적인 가격의 만능교정체크기.교정체크 대상은 ①검전기 ②검상기 ③회로계 ④절연저항계·절연저항체크기 ⑤접지저항계·간이접지저항계 ⑥리크클램프미터·클램프테스터이다. 이 제품은 다양한 기능의 집약과 함께 법규·규격판정치인 교정체크 포인트를 갖추고 있다.조작성을 중시하여 누구라도 간단하게 단시간에 교정체크가 가능하다. 업무 시작 전 점검과 계측기 관리 면에서 정기 교정 및 ISO 등의 트레이서빌리티(Traceability:이력추적관리제도) 체계로의 편입 등 다방면으로 이용가능하다.다기능·다용도이면서도 휴대성이 뛰어나 사무실을 비롯한 출장지 및 업무현장에서 계측기기들을 간단히 교정체크 할 수 있다.

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