터빈은 쉬지 않고 돌아가야

8.2 Monitoring의 공동 창업자인 Bernd Höring

시간이 조금 걸리기는 했지만 상태 감시는 풍력 업계에서 완전히 자리를 잡았다. 상태 감시 시스템(Condition Monitoring System: CMS)은 풍력 터빈의 가용성을 높이고, 높은 비용과 관련되고 위험하기도 한 고장을 방지하고, 궁극적으로 풍력 터빈이 더 안전해지고 더 많은 이윤을 가져오도록 한다. 그 방법을 알아보기 위해, 8.2 Monitoring의 공동 창업자인 Bernd Höring과 마주 앉았다.

시간이 조금 걸리기는 했지만 상태 감시는 풍력 업계에서 완전히 자리를 잡았다. 상태 감시 시스템(Condition Monitoring System: CMS)은 풍력 터빈의 가용성을 높이고, 높은 비용과 관련되고 위험하기도 한 고장을 방지하고, 궁극적으로 풍력 터빈이 더 안전해지고 더 많은 이윤을 가져오도록 한다. 그 방법을 알아보기 위해, 8.2 Monitoring의 공동 창업자인 Bernd Höring과 마주 앉았다.

 

Bernd, 8.2 그룹에 관해 그리고 이 그룹이 무슨 일을 하는지에 대해 이야기해줄 수 있는가?
8.2 그룹은 1995년에 설립된 이후 전세계의 30개 엔지니어링 사무실로 성장하였으며, 이들의 대다수는 독일에 있다. 약 50명의 직원이 있는 이곳 함부르크가 가장 크다. 시간이 지남에 따라 우리의 초점은 모든 유형의 재생 에너지로 확장되었으나, 우리 회사는 주로 육상과 해상의 풍력 팜을 다룬다. 오늘날 우리 그룹은 태양광, 바이오매스 및 그리드 통합에도 강점을 보인다. 분야의 전문가로서, 우리는 기술 점검과 피해 분석으로부터 온라인 상태 감시까지에 이르는 서비스를 제공하고 있다. 또한 다양한 컨설팅 서비스도 제공한다. 본질적으로 8.2 그룹은 재생 에너지 가치 사슬을 전체적으로 커버한다.

8.2와 B&R 사이의 협력은 여러 해 전으로 거슬러 올라간다. 귀사를 B&R로 이끈 동기는 무엇인가?
B&R과 2013년에 협력을 시작하였을 때, 우리에게 중요한 일은 궁합이 맞는 동반자를 찾는 것이었다. 이것은 나에게 있어서 개방성과 성실성으로 관계를 구축한다는 것을 의미한다. 여러분도 – 우리와 B&R과의 관계와 같은 것을 – 정립한다면 함께 일하는 것이 즐거움이 될 것이다. 똑같이 중요한 것은, 품질 수준이 우리의 요구 조건과 맞아야 한다는 것이다. B&R은 우리의 포트폴리오에 완벽하게 적합한 상태 감시 하드웨어를 개발하였고, 한편으로 우리의 서비스와 분석 소프트웨어는 B&R의 포트폴리오를 보완하였다.

상태 감시란 무엇인가?
동적 부하와 악천후는 터빈의 드라이브 트레인에 악영향을 미친다. 만약 마모된 베어링, 기어박스 또는 발전기가 적기에 교체되지 않는다면, 그 결과는 재앙적 고장과 고비용의 장기간 정지가 될 수 있다. 모든 것이 최대한의 가용성과 수익률을 위해 모든 것이 계속해서 순조롭게 돌아갈 수 있도록, 터빈에는 마모된 컴포넌트들에 의해 야기되는 진동을 기반으로 컴포넌트의 건전성에 관한 지속적인 정보의 흐름을 제공하는 상태 감시 시스템(condition monitoring system: CMS)이 장착되어 있다.

8.2 Monitoring을 어떻게 공동 창업하게 되었는지 그리고 회사에서 귀하의 현재 역할은 무엇인지에 관한 일부 배경을 설명해줄 수 있는가?
Jochen Ziehmann, Dietmar Obst 그리고 본인 세 사람이 2010년에 이 회사를 세웠다. 우리 세 명의 기술 능력은 대단히 상호 보완적이었다. 나는 언제나 석유 화학과 철강으로부터 풍력 발전에 이르기까지 다양한 업계에서 온라인 상태 감시 작업과 관련되어 왔다. Jochen Ziehmann은 뛰어난 소프트웨어 엔지니어로서, 진동 분석 소프트웨어를 개발하고 있었다. 7년 전, 8.2 그룹의 창업자인 Manfred Lührs는 나에게 조직에 참여할 기회를 제공하였다. 이미 2004년에 나 자신의 상태 감시 엔지니어링 사무실을 설립하여 운영하고 있던 나는, 8.2가 상태 감시 시스템 즉 CMS를 더 많은 고객들에게 소개할 수 있는 좋은 기회가 될 것이라고 생각하였다. 그전까지, 나는 언제나 갈탄 굴착기나 에어백 폭발물을 위한 태블릿 프레스와 같은 특수 기계만을 다루어왔다. 우리들의 목표는 8.2 그룹 내의 독립적인 전문가로서의 역할을 수행하면서 온라인 감시를 위한 제품과 서비스의 포트폴리오를 확립하는 것이다. 여기에는 온라인 상태 감시를 위한 회사 자체의 하드에어 독립적인 분석 소프트웨어를 개발하는 것과 온라인 감시 센터를 설립하는 것이 포함되었다. 그 이전까지는 오프라인 서비스만이 제공되고 있었다.

풍력 터빈에 대해 상태 감시가 그렇게 중요한 이유는 무엇인가?
2002년까지, 풍력 터빈은 – 특히 기어박스와 발전기의 기어 톱니와 베어링 부분에서 예상하지 못한 고장에 시달리고 있었다. 이것은 부분적으로는 고도로 역동적인 부하와 극단적인 운전 조건을 과소 평가한 경향 때문이기도 하였고, 상당히 기본적인 제어 계측 장비만이 장착되었던 사실과도 관련이 있다. 그러한 높은 고장률로 인해, 보험회사들은 풍력 터빈을 불량 투자로 간주하고 손해를 보면서 운영하느니 풍력 전력 사업으로부터 철수하겠다고 위협하게 되었다. 상황을 파악하기 위해, 풍력 발전 기업들은 산업 응용 분야의 기존 상태 감시 전문 지식을 이용하였다. 2003년, 알리안츠 기술 센터(Allianz Center for Technology: AZT)와 – 바로 직후에 독일 로이드(Germanischer Lloyd: GL)는 – 상태 감시 시스템(CMS) 인증에 대한 가이드라인을 발표하였다. 이들 시스템은 마모가 더 심각한 기기 고장을 일으키기 전에 컴포넌트를 교체할 수 있도록 마모의 조기 검출을 가능하게 하였다. 그 결과, 한 기업은 수리비용을 €150,000에서 €10,000으로 고려하게 되었다.

시간이 조금 걸리기는 했지만 상태 감시는 풍력 업계에서 완전히 자리를 잡았다. 상태 감시 시스템(Condition Monitoring System: CMS)은 풍력 터빈의 가용성을 높이고, 높은 비용과 관련되고 위험하기도 한 고장을 방지하고, 궁극적으로 풍력 터빈이 더 안전해지고 더 많은 이윤을 가져오도록 한다.
시간이 조금 걸리기는 했지만 상태 감시는 풍력 업계에서 완전히 자리를 잡았다. 상태 감시 시스템(Condition Monitoring System: CMS)은 풍력 터빈의 가용성을 높이고, 높은 비용과 관련되고 위험하기도 한 고장을 방지하고, 궁극적으로 풍력 터빈이 더 안전해지고 더 많은 이윤을 가져오도록 한다.

CMS를 이용할 때 잠재적인 단점은 무엇인가?
어떠한 단점도 없다. 풍력 터빈을 운영하는 일부 풍력 팜 운영자들은, 잘 훈련된 귀를 갖추고 있어서 무엇인가 순조롭게 돌아가지 않으면 즉각 알아낼 수 있는 능력이 있다는 것을 나는 알고 있다. 결국 마모와 손상에는 일반적으로 진동과 소음이 수반된다. 그러나 그러한 능력은 예외적인 것이다. 오늘날, 운전원들은 보통 대형 감시 센터의 컴퓨터 화면 앞에 앉아서 프로세스 데이터가 지나가는 것만 살펴볼 뿐 – 고장이 났는지 귀를 기울이는 것은 더 이상 옵션이 아니다. 여기에서, 기계에 대해 귀의 역할을 하는 것이 CMS이다.

상태 감시와 관련된 시장은 어디를 향하고 있는가?
우리는 현재 주로 터빈 컨트롤러와 독립적으로 작동하는 표준형 CMS 어플리케이션에 대한 작업을 하고 있다. 현재 필요한 자동화 하드웨어가 공급되고 있기 때문에, 이것은 통합 시스템에 유리하게 전환될 것이다. 추가적인 프로세스 파라미터와 시스템 수준의 감시를 통합됨으로써, 이러한 솔루션은 더 나은 결과를 제공할 것이다. 컨트롤러 통합 시스템은 더 저렴한 비용으로 동일한 품질 표준을 충족시킬 수 있게 될 가능성이 높다. 클라우드 컴퓨팅, 디지털화 및 빅 데이터와 같은 Industry 4.0 관련 주제들도 또한 중요하다.

가용성과 수익률 안정성에 대한 요건이 점점 더 엄격해짐에 따라, 조건 감시 시장은 혜택을 누리게 될 것이다. 독일에서 육상 풍력 팜에는 이미 CMS의 장착이 요구되고 있다. 해상 팜의 경우에도, 터빈 규모가 점점 더 커짐에 따라, 고장의 영향은 더 심각해지고 있다. 바로 그러한 이유로 거의 모든 풍력 터빈 제작자들은 2.5MW를 초과하는 시스템에 표준 기기로써 CMS를 포함시키고 있다. 예를 들어 – 중국과 같은 – 국제 시장 또한 성장하고 있다. 이것은 라이프사이클 비용을 최소화하고 리스크 요인을 제거해야 한다는 제조사에 대한 압력도 높이게 될 것이다. 대응되는 독립적 분석 서비스와 짝을 이루어, CMS는 이러한 도전에 대응하는 데 있어서 핵심적 역할을 할 수 있다.

많은 기업들은 보안 리스크의 원인이 되는 것을 우려하여 클라우드 컴퓨팅과 같은 주제에 조심스럽게 접근한다. 귀사의 입장은?
이것은 틀림 없이 우리가 살펴보고 있는 분야이다. 우리 자체의 서버가 이곳 함부르크에 위치한 것은 우리에게 있어서 성능이 최우선 순위이기 때문이나 – 우리의 능력이 무한정한 것은 아니다. 나는 클라우드 솔루션은 골칫거리와는 거리가 멀고, 실제로는 보다 안전한 옵션이라고 생각한다. 데이터 손실이라는 측면에서 가장 큰 리스크가 되는 것은 사내의 서버인 경우가 흔히 있다. 내 생각에, 대규모 클라우드 컴퓨팅 서비스 사업자로부터 제공되는 데이터 보안 수준은 소규모 기업이 자체로 관리할 수 있는 것보다 더 앞선 최신의 상태가 되게 할 것이다. 클라우드 컴퓨팅 성능 또한 지속적으로 개선되고 있다.

풍력 분야는 상태 감시를 위한 대규모 시장으로 발전할 것인가? 당신의 예상은 어떠한가?
잘 확립된 CMS 기업에 있어서 이 시장은 이미 대규모 시장으로 – 터빈 제조사가 CMS 공급자를 보유하고 있다. 그러나 대부분의 CMS 공급자에 대해 산업 응용 분야가 여전히 주요 시장이다. 산업 응용 분야는 수십 년간 존재해왔고 수많은 고객들을 만족시켜왔다. 이것은 실제로 B&R과 같은 제어 장치 공급자가 풍력 발전 분야에 얼마나 많은 교두보를 확보할 수 있는지에 달려 있다. 그들이 성공을 거둔다면, CMS 하드웨어 비용이 낮아질 것이고 터빈 자동화 시스템의 표준 컴포넌트가 될 것이다.

자동화 공급자가 갖는 이점은, 그들이 모든 인터페이스를 운영하기 때문에, 정보를 다른 소프트웨어 시스템에 제공하기를 원하는 고객들의 요구를 충족시킬 수 있는 입장에 있다는 점이다. 그러나 그러한 일이 일어나는 것을 보려면 5년에서 10년이 걸릴 것이다. 우리는 그러한 모든 기술적 이점과 새로운 개발로, 상태 감시는 여전히 경험을 갖춘 분석자가 중요한 역할을 수행하는 분야라는 사실을 잊지 말아야 한다.

B&R에서의 상태 감시는 어떻게 작동하고 있는가?
B&R의 설정이 용이한 상태 감시 모듈들은 효율적인 예측 유지보수를 위한 신뢰성 있고 정밀한 마모 검출 기능을 제공한다. X20 제어 시스템의 일부로써, 이것은 어떠한 제어 토폴로지에서도 자유로이 이용될 수 있다. 이들 모듈의 특수한 기능은 모듈 상에서 직접 진동 분석을 수행하여 – 통합에 용이하도록 완전히 처리가 완료된 상태 파라미터를 제공한다. 이것은 8.2의 VibraLyzePRO와 같은 분석 소프트웨어와 조합되어, 복잡한 시스템의 효과적인 온라인 감시를 가능하게 한다. 이러한 결과는 또한 시스템 기계 구조에 대한 상세한 통찰을 제공하여, 기존 프로세스를 최대한의 효율로 최적화할 수 있도록 한다.

 

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