▲ 경기 수원시에 위치한 ㈜이온 사옥 전경.

전력 인프라 구축을 위한 종합 컨설팅부터 설계, 제조, 설치 및 사후관리 책임에 이르기까지 Total Solution을 제공하는 기업 (주)이온(대표 강승호).

(주)이온이 국내 첫 융합솔루션인 ESS 겸용 Hybrid UPS를 개발하여 ESS 상용화에 앞장서면서 종합 전력 솔루션 기업을 넘어 친환경 스마트 솔루션 기업으로 도약하고 있다.

특히 '충북 국가혁신클러스터 R&D 사업'을 만나 이에 더욱 박차를 가하고 있다.

◇ 과제명과 최종 목표는

이 사업의 과제명은 '디지털 트윈기반 서비스 맞춤형 양방향 전력변환장치 기술 개발'이다.

사업기간은 2020년 10월부터 2022년 12월 말까지 25개월이며, (주)효인산업과 (재)한국건설생활환경시험연구원이 참여하고 있다.

그리고 이 과제의 최종 목표는 ▲분산자원 특성을 고려한 양방향 전력변환장치 설계 및 기술 개발 ▲다양한 전력계통 규정에 적합한 운전 기술 개발 ▲양방향 전력변환장치 제조공정 디지털트윈 설계 및 기술 개발 ▲양방향 전력변환장치 평가방법 개발 및 공인기관 테스트 등이다.

▲ 정부의 '그린 뉴딜' 10대 대표 과제에 디지털 트윈이 포함돼 있다.

◇ 디지털 트윈 산업의 특성은

'디지털 트윈'(digital twin)은 가상공간에 실물과 똑같은 물체를 만들어 다양한 모의시험(시뮬레이션)으로 검증해 보는 기술을 말한다.

따라서 디지털 트윈은 제조, 전력, 의료, 항공, 자동차, 스마트 도시 등 산업 전반에 걸쳐 사용되며 적용 범위 또한 매우 다양하다.

제조 부문에서는 제품 설계에서부터 플랜트 운영 감시, 작업량·로드 예측, 생산 손실 예측, 고장 진단·예측 등 제조 공정의 효율성 제고 및 최적화를 위해 널리 사용되고 있다.

항공 및 전력 산업에서도 프로펠러, 터빈 등 기계의 고장 진단, 예측 등의 목적으로 사용되고 있다.

자동차 분야에서의 가상 모델은 차량의 성능을 분석하고 고객에게 맞춤식 경험을 제공하여 설계, 판매 등에 도움을 준다.

의료 분야에서는 IoT 플랫폼의 데이터를 활용한 개인화된 의료 서비스 제공 및 효율적인 환자 모니터링을 가능하게 한다.

특히 스마트 도시의 경우 해당 도시에 대한 교통, 에너지, 환경 등 새로운 정책을 가상 도시(모델)를 통해 사전 검증이 가능하다.

특히 정부는 이같은 ‘디지털 트윈’을 정부의 그린 뉴딜 정책 10대 대표 과제로 선정하여 자율차, 드론 등 신산업 기반 마련과 안전한 국토 및 시설관리를 위해 도로, 지하고간, 항만, 댐 등에 디지털 시뮬레이션 분석 및 3D 기반 신성장 경쟁력 기반을 확보할 예정이다.

또한 AI, 디지털 트윈 등 신기술을 활용하여 도시문제 해결 및 삶의 질 제고 등을 위해 스마트시티 국가 시범도시도 구축 해 나가고 있다.

▲ (주)이온이 '2021년 우수 기업연구소육성사업에 선정돼 지난 6월 지정서를 받고 기념촬영을 하고 있다.

◇ 사업화 추진 계획은

(주)이온은 사업 1차년도인 2020년 준비단계를 거쳐 2021, 2022년 사업화 계획을 세웠다.

이 계획에 따르면 2차년도인 2021년 ‘50kW급 PCS’를 개발해 5대 생산과 5천만원의 매출을 예상하고 있다.

3차년도인 2022년 계획은 ‘100kW급 PCS’ 개발을 마친 후 10대를 생산과 1억1천만원의 매출이다.

이를 위해 단계적 사업화 전략 수립과 함께 국내외 다양한 협력기관과의 협력 네트워크를 구축해 이를 추진해 나간다는 계획이다.

실례로 (주)이온은 주요 거래기업인 LGU-PLUS, LG디스플레이, SKT, 조달청 등 과의 협력을 통해 다양한 기술축적과 수익 창출을 이어가고 있다.

▲ 이 과제로 개발한  '고압축·고밀도 3상 RST 양방향 인버터 모듈'.

◇ 1, 2차년도 사업 진행 내용과 성과는

(주)이온은 이 과제를 수행해 오면서 '고효율  전력변환 요소기술'을 개발했다.

기존 2레벨 방식에 비해 고조파 발생 및 스위칭 소자의 전압 스트레스를 반으로 줄일 수 있는 3레벨 토폴로지 개발이다.

또 제품 사이즈가 외사제품 대비 동등 하거나 국내제품 보다 우월한 '고압축·고밀도 3상 RST 양방향 인버터 모듈' 개발도 마쳤다.

그리고 이 기술로 10억6천1백만원의 간접 매출을 달성하는 성과를 올렸다.

특히 '양방향 전력변환 제조공정 디지털트윈' 개발로 모든 제조공정 과정이 전산화되면서 제품 생산효율이 높아지고 불량률도 낮아지는 효과를 얻고 있다.

이는 13명의 고용창출과 특허 1건, 논문 3건으로 이어졌다. 

▲ (주)이온은 UPS 기능과 ESS 기능을 동시에 제공하는 고효율 하이브리드 UPS인 마르쉐(MARCHE)를 개발, 공급하고 있다.

◇ 기대 효과는

이 사업이 종료된 2023년부터 향후 5년간 매출과 고용창출은 상당할 것으로 보인다.

먼저 매출액을 보면 주관기관인 (주)이온은 사업 종료후 첫 해인 2023년의 경우 국내시장 점유율 5%, 판매량 100건, 매출액 20억원을 예상하고 있다.

또 2024년은 국내의 경우 시장 점유율 7%, 판매량 150건, 매출액 28억5천만원, 해외는 시장 점유율 0.1%, 판매량 50건, 매출액 95만 달러가 예상된다.

2025년은 국내시장 점유율 10%, 판매량 200건, 매출액 36억원, 그리고 해외는 시장 점유율 0.2%, 판매량 100건, 매출액 180만 달러를 계획하고 있다.

2026년은 국내시장 점유율 12%, 판매량 250건, 매출액 45억원을, 해외는 시장 점유율 0.4%, 판매량 200건, 매출액 360만 달러를 잡고 있다.

사업 종료후 5년차인 2027년은 국내시장 점유율을 15%로 높여 54억원의 매출과 함께 해외에서도 1%의 점유율로 900만 달러 판매를 기록할 것으로 전망하고 있다.

참여기업인 (주)효인산업의 매출액도 해마다 크게 늘어날 전망이다.

2023년부터 향후 5년간 매년 국내시장 점유율을 2%(2023년)에서 10%(2027년)까지 높여 매출액도 5억원에서 13억5천만원으로 늘어날 것으로 보인다.

국내시장과 같이 해외시장에서의 매출액도 20만 달러(2024년)에서 200만 달러(2027년)으로 확대 될 전망이다.

이같은 매출 확대는 자연스럽게 고용창출로 이어진다.

즉, 2022년부터 2027년까지 6년동안 (주)이온 17명, (주)효인산업은 9명 등 총 28명의 신규 고용 창출이 기대되고 있다.

이와 함께 특허 등록 및 출원, 논문 게재 등의 혁신성과 창출 가능성도 기대 효과중 하나다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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