스마트에너지에 자산관리를?
LS ELECTRIC의 ESS 진단솔루션 구축 스토리
자산관리와 O&M의 차이가 무엇일까?
아직 O&M(Operations & Maintenance)에 익숙한 고객들은 설비 고장에 대해 교체해 주는 O&M 센터와 A/S를 하러 다니는 직원들을 상상하지만, 최근에는 수많은 데이터의 중앙집중형 관리기술 발전과 고장 및 수명에 대한 통계 모델이 만들어짐에 따라 Asset Management(자산관리) 센터가 주목받는 추세이다.
필자 또한 스마트에너지 고객들과 미팅을 하다보면 EPC*, O&M으로 대별되는 엔지니어링 개념에는 익숙하지만, 자산관리는 생소하게 느끼는 고객들이 많다. 자산관리와 O&M의 차이가 무엇일까?
*EPC : 설계(Engineering), 조달(Procurement), 시공(Construction)
자산관리는 기본적으로 고장이 나기 전에 설비들을 교체한다는 철학을 갖고 있다. 마치 자동차의 타이어 마모도를 “관측”하며 안전이 보장되는 한계지점까지 탄 후 타이어를 교체하는 개념과 비슷하다. 그러나 너무 빨리 교체하게 되면 멀쩡한 설비를 조금 더 사용할 수 있다는 데에서 오는 비용 비효율의 측면이 있기에 누적된 고장데이터에 기반하여 한계 지점을 고객에게 명확히 제시해 줄 수 있어야 한다. 아래 그림의 최종 4번째 단계에 해당하는 유지보수 전략이다.
<유지보수 전략의 진화단계>반면 O&M은 엔진오일 교체와 유사하다. 일정 기간 혹은 일정 거리마다 현 상태와 상관없이 교체해버리는 것이다. 위 그림의 Corrective Maintenance 혹은 Time-Based Maintenance에 해당된다. Asset Management는 구체적으로 설비의 성능에 영향을 미치는 인자들을 주기적으로 모니터링하는 반면, O&M은 특정 설비의 운용기간이 일정 기간을 채우게 되면 현 상태와 관계없이 교체한다. 중요하지 않은 설비들은 운용 중 이상이 발견된 후에야 교체하는 전략도 종종 채용되나 스마트에너지 사업의 실정에는 다소 불리함을 갖고 있는 전략이라고 볼 수 있다.
태양광 사업에 자산관리를 적용한다고?
스마트에너지 자산관리를 이야기하기에 앞서, 스마트에너지로 대표되는 태양광/ESS에서의 국내 사업이 어떻게 진행되고 있는지를 살펴보자.
<태양광 사업개발 프로세스>
<재무타당성 조사>l 출처 :
위 프로세스와 재무타당성 조사를 통해 알 수 있듯 스마트에너지 분야에서 EPC/O&M는 중요한 사업 구성요소이고, 자산관리는 사업개발 프로세스 전 단계에 걸쳐 적용될 수 있다는 점에서 매력적인 기술이라 할 수 있겠다.
스마트에너지 사업에서 EPC사가 가지고 있는 고민거리는 갈수록 정교해지는 LD(Liquidated Damages, 약정손해배상) 조항이다.
신규 태양광 사업 수주 경쟁에 들어가는 EPC사는 O&M까지 동시에 요구하는 SPC(Special Purpose Company)*와의 미팅을 통해 책임 소재를 분명히 하게 된다.
*SPC : 특정목적법인. 특정한 목적(프로젝트, 자산 유동화 등)을 달성하기 위해 일시적으로 설립된 서류상의 회사
태양광 사업은 발전량 자체가 금전적 가치로 이어지기에, "가동률"과 "효율"이 먼저 검토되는데 그 이유는 SPC에서 빠르게 투자금을 회수하고 엑시트하는 것이 궁극적 목표이기 때문이다. 보장 기간 동안의 설비의 가동 중지는 그대로 스마트에너지 공급업체에서 감당하는 구조가 된다. 이런 점이 스마트에너지 엔지니어가 인버터 사양과 변압기-차단기-분산전원으로 이어지는 Risk 관리에 대한 고민을 가중하는 원인이기도 하다.
ESS/PCS 자산관리 실증 Site 구축 프로젝트
LS ELECTRIC 청주 1, 2공장은 스마트팩토리이자 세계 등대공장으로서 연 100%의 가동률로 끊임없이 전력설비들을 만들어내고 있으며, 최근에는 해외 각국의 대형 고객사들이 계약을 맺기 전 필수로 방문하는 핫플레이스로 더 유명해진 공장이다.
고객 측에서 스마트에너지의 진단/자산관리 적용에 대한 견학 요청이 올 경우, 연구원으로서는 훌륭한 실증 사이트를 제공하고 싶어한다.
마침, 스마트에너지 영업부서에서 먼저 PCS 진단시스템이 필요하다는 개발 의뢰를 주셨고 이게 도화선이 되어 스마트에너지 사업 전체에 자산관리 철학을 적용해보는 연구가 시작되었다.
'25년에 개발 프로젝트를 착수하였고, 청주 실증단지 ESS 점검 참여 및 PCS 생산팀과의 십여 차례 인터뷰를 진행하며 자산관리 통계수명 모델을 만들고 성능 평가 주요 인자를 선정하였다.
그 결과, 청주 1사업장의 ESS/PCS에 대한 진단시스템 구축 또한 1차 릴리즈에 성공할 수 있었다.
어떻게 이렇게 빠르게 통계모델을 구축하고 실증 Site를 구축할 수 있었을까?
그 노하우는 바로 LS ELECTRIC 3개 부서 간 Align을 경쟁사들보다 빠르게 맞춘 데에 있었다.
연구개발-생산-QS-영업 4개 부서간 협업 본격 시작!
LS ELECTRIC에 사업과 관계된 유관 부서는 아래의 4개 팀이다.
1) PCS 생산팀
2) 계통솔루션영업팀
3) 연구소
4) 스마트에너지 엔지니어링팀
계통솔루션영업팀으로부터 개발 의뢰가 들어온 것은 2025년 1월이었다. 스마트에너지 사업에 있어서 배터리 품질은 차차 하더라도 PCS 품질 확보가 SPC사와의 LD 계약에서 가장 중요한 부분이라는 데에 착안하여 사내 데이터 중 가치있게 활용될만한 데이터를 추려서 개발 전략을 세웠다.
"고장나는 즉시, 어느 부품이 고장났는지가 O&M센터에 전달하는 전략"
"설비 운용 중, 비정상 설비를 O&M센터에 알려 예방 조치가 가능케 하는 전략"
이를 위해 상반기 내내 출하시험 데이터에 대한 전수조사를 진행하였고, 테스트용 시료를 확보하여 각 부품들을 고장 내가며 부위별 고장모델 18종을 확보하였다.
<랜덤 포레스트 앙상블 모델을 활용한 고장 모델 구축 과정>스마트에너지 사업에서는 특성상 다양한 이기종 설비들이 한 전력 시스템에 묶여 있고, 그 End point가 LS ELECTRIC에서 관리하는 PCS라는 점에서 품질적 측면의 오해를 많이 받게 되는데, 이번 연구개발을 통해 패널티 협정에서 우리 회사가 우위를 차지할 수 있는 요소들이 확보되었다.
기존에는 고장이 발생하면 1차로 O&M 직원이 투입되어 어느 부분이 불량인지를 오실로스코프나 파워 미터 등의 측정장비들로 판단한 후 철수, 2차로 다시 한 번 교체부품을 들고 와서 교체한 후 계통 연계하는 순서로 조치가 진행되었다. 이런 프로세스가 진행되는 동안 계속하여 태양광 설비는 발전을 멈추고 있게 되고 그 가동률 저하에서 오는 페널티는 우리 회사가 짊어져야 했었다.
반면, 현재의 고장모델 18종을 활용할 경우 고장 발생 즉시 어떤 부품이 고장인지가 O&M센터에 전달되어, 직원은 한 번의 현장 투입으로 교체 및 계통 연계까지 가능하게 되어 비 가동시간을 현저히 단축시킬 수 있게 된다는 이점이 있다.
또한, 인버터 설비는 반도체 소자를 활용하기에 주변 환경에 의한 수명 영향을 다른 전력설비들보다 많이 받는 편이다. 이에 전압, 고조파 왜형률, 전류 등 주요 측정인자들에 대한 정상 범위를 벗어난 편차를 통계 모델로 구축하여 이상 범위에 있다고 판단되는 경우, 해당 설비가 계통 파급력이 높은 위치에 있다면 고장 나기 전에 선 교체를 진행할 수도 있게 되었다. 자칫 수개월이 걸릴 수 있는 태양광 시스템 All-Stop 상태를 미리 방지할 수 있게 된 것이다.
<ESS PCS, PQUP 진단시스템 구축 기능도>매출이 급격히 상승하고 수많은 LS ELECTRIC 설비들이 국내외 곳곳에 큰 규모로 설치되고 있는 지금, 고객들은 LS ELECTRIC을 단순기술력이나 가격으로 기억하기보다 앞으로 수년 동안 우리가 고객에게 제공할 책임감 있는 서비스로 기억할 것이다.
연구원이 해야 하는 업무에는 좋은 신제품을 만드는 것도 있겠지만, 기존 제품에 대한 고객 요청사항에 대한 "솔루션" 제공에 있지 않을까 싶다. 고객에게 사업 초창기부터 완벽한 제품을 제공할 수는 없다. 우리는 단순 설비를 판매하는 것이 아닌, Power system을 판매하고 있으니까.
다만 유관 부서 간 발 빠른 대응을 통해, 다른 회사라면 몇 년이 걸릴 일을 두 세 달 만에 뚝딱 해내어 고객에게 릴리즈 하는 경험들, 이런 경험들이 쌓이다 보면 언젠가는 고객에게 제품과 더불어 신뢰도 함께 줄 수 있지 않을까?
