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후지전기기보_22.2 (p68)

특집: 2021년의 기술 성과와 전망

에너지/환경기술의 혁신으로 새로운 가치 창출과 사회과제 해결 지향
후지전기주식회사 기술개발본부 나카야마 가즈야(中山 和哉) 본부장

후지전기는 에너지/환경기술의 혁신을 통해 안전/안심하고 지속 가능한 사회를 실현하는 데 공헌한다는 경영 방침을 바탕으로, 고객의 새로운 가치 창출이나 사회과제의 해결에 이바지하는 연구 개발을 추진하고 있다.

사업 전략에 따른 신제품 개발, 글로벌 사업의 확대를 담당할 상품을 창출하면서 동시에 탄소중립이나 DX(디지털 트랜스포메이션) 등 시장 환경의 큰 변화에 대응하기 위한 연구테마 탐색이나 상품기획 입안을 강화한다.

2023년도 중기경영계획 및 그 이후의 성장전략을 실현하기 위해 자동차, 철도, 선박 등의 모빌리티 분야의 전동화나 환경 대응 및 글로벌 시장의 요청에 부응하는 상품과 기술의 개발에 리소스를 중점적/계속적으로 투입하고 있다. 앞으로 사업분야 별로 2021년도의 주요 대응을 소개한다.

파워 일렉트로닉스 에너지 분야에서는 공장 설비나 의료 설비, 방송/통신설비 용으로 200V계 중용량 무정전 전원장치 ‘UPS6600FX’를 개발했다. 새로이 이상 징후 감지 기능을 탑재해 성능 열화의 징후를 감지할 수 있도록 함으로써 신뢰성을 높였다.

또한 앞으로 확대될 전력의 수급 조정 시장용으로 세계 최소 클래스의 대용량 축전지용 PCS ‘PVI1400CJ-3/2600’(2,600kVA)를 개발했다. 자사의 파워반도체를 채용해 98.2%의 높은 변환 효율을 실현했고, 동시에 직류 입력의 고전압화를 통해 축전지와 PCS간의 케이블 손실을 줄였다.

파워 일렉트로닉스 인더스트리 분야에서는 파워 일렉트로닉스 기술을 코어로 하여, 인버터와 서보, 제어기기, 계측기기 등의 특징 있는 컴포넌트에 IoT를 조합해, 모든 산업 분야의 자동화, 생산성 향상, 에너지절약 등의 가치 창출에 공헌하는 시스템을 개발하고 있다.

제어기기에서는 포장기나 인쇄기, 반도체 제조장치 등의 기계장치용으로 프로그래머블 컨트롤러 ‘MICREX-SX 시리즈’의 신CPU 모듈 ‘SPH5000EC’를 개발했다. 오픈네트워크인 EtherCAT에 대응함으로써 서보 등의 기기와 조합한 고속/고정밀도의 모션시스템을 쉽게 구축할 수 있다.

계측기기에서는 석유화학 플랜트 등의 프로세스 오토메이션에 사용되는 압력발신기 ‘FCX-AIV 시리즈’를 개발했다. 기능 안전 규격 IEC 61508(SIL2)를 취득했기 때문에 높은 신뢰성이 요구되는 제어시스템의 긴급 정지 기능에 적용할 수 있다.

반도체 분야에서는 파워 일렉트로닉스 기기의 저손실화(고효율화), 소형화, 고신뢰성화에 공헌하는 제품을 개발하고 있다. 산업용 모듈에서는 철도 차량의 전력 변환 장치용으로 가일층의 저손실화를 실현한 제2세대 SiC 트렌치게이트 MOSFET 칩을 탑재한 3.3kV All-SiC 모듈을 개발했다.

새롭게 개발한 저(低) 인덕턴스 패키지와 조합함으로써 장치의 효율 향상이나 소형화에 공헌한다. 또한 전기자동차나 하이브리드 자동차용으로 가일층의 저손실을 실현한 RC-IGBT 칩, 방열 효율이 높은 냉각기와 내부 배선의 인덕턴스를 저감하는 리드 프레임 패키지를 적용한 차량탑재 파워 모듈을 개발했다. 기존 제품과 비교해 2배의 전력 밀도를 달성해 전동차의 소형/경량화에 공헌한다.

발전 플랜트 분야에서는 탈탄소 사회와 전력 인프라 강화에 공헌한다. 지열/태양광/수력/바이오매스 등의 발전 플랜트 시스템을 개발하고 있다.

탄소중립의 실현을 위해, 향후 시장 확대가 기대되는 지열발전에서는 인도네시아 란타우 데답(Rantau Dedap) 지열발전소(49.2MW, 2대)의 상용 운전을 시작했다. 세계에서 가장 먼저 실용화한 ‘더블프레쉬 방식과 멀티프레셔 방식의 복합방식’을 채용함으로써 발전 출력을 최대화했다.

식품유통 분야에서는 편리성 향상과 생력화, 에너지절약화를 추진하는 자동판매기를 개발하고 있다. 상품 제공 방법이 다양화되고 있는 음식점이나 소매점용으로 냉동자동판매기 ‘FROZEN STATION’을 개발했다. 상품의 수납 구조를 연구해 업계 최고 수준의 상품 수용 실적을 실현했다.

계속해서 공통기반 기술과 첨단기술의 대응에 대해 소개한다. 애널리틱스/AI 기술에서는 에너지 플랜트의 효율을 악화시키는 요인을 인과분석과 기계학습의 조합을 통해 자동적으로 분석하는 기술을 개발했다.

파워 일렉트로닉스 기술에서는 가스절연개폐장치(GIS)에 이용되는 지구온난화 계수가 높은 SF6 가스를 대체하기 위한 기술 개발을 추진하고 있다. 냉열기술에서는 공장 배열을 유효하게 이용하기 위해 업계 첫 이젝터(Ejector)식 콤프레샤 리스 고효율 냉각 기술을 개발했다. 생산공정에서 발생하는 미사용 저온 배열을 활용해 효율적으로 냉수를 생성하는 것이 가능하다.

후지전기는 고객의 새로운 가치 창출과 사회/환경 과제의 해결을 위해 실제 기술을 연마하고, 디지털 기술을 강화하여 이들의 고도의 연계/융합을 통해 에너지/환경 기술을 개혁해 안전/안심하고 지속 가능한 사회의 실현에 공헌해 나갈 것이다.

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