에너지는 제조업에서 가장 중요한 비용 요소 중 하나입니다. 특히, 스마트팩토리를 운영하는 기업들은 에너지 효율성을 극대화하여 생산성을 높이고 비용을 절감하는 것이 필수적입니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 FEMS(Factory Energy Management System, 공장 에너지 관리 시스템)가 도입되고 있습니다. FEMS는 공장의 에너지 사용을 실시간으로 모니터링하고 최적화하여 불필요한 낭비를 줄이는 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다. 이번 포스팅에서는 FEMS란 무엇이며 FEMS를 활용한 스마트팩토리의 에너지 절감 기술을 알아보겠습니다.

1. FEMS란 무엇인가요?

FEMS(Factory Energy Management System, 공장 에너지 관리 시스템)는 스마트팩토리에서 에너지를 효율적으로 관리하고 절감하기 위한 시스템입니다. 공장에서 사용하는 전력, 가스, 물 등의 에너지 소비 데이터를 실시간으로 모니터링하고 분석하여 최적의 에너지 사용 방안을 제시합니다.

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또한, FEMS가 단순한 에너지 절감 기능을 넘어 공장 안전성과 ESG(Environment, Society, Governance) 경영에도 기여할 수 있다는 점도 강조되고 있습니다. 예를 들어, 디지털 전력량계, 온도 센서, 압력 센서, 무전압 접점 센서를 활용하여 실시간으로 데이터를 수집하고, 이를 기반으로 자동화된 에너지 절감과 설비 유지보수를 실행하는 것이 효과적인 방법으로 제시되고 있습니다.

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최신 연구에서는 IoT 센서를 활용한 FEMS의 역할이 더욱 확대되고 있으며, LoRa 네트워크를 이용한 장비 연결을 통해 저비용, 장거리 실시간 모니터링이 가능하다는 점이 주목받고 있습니다. 또한, 공장 내 주요 설비(예: 공기압축 장치, 냉난방 시스템, 화학물질 저장소)의 운영 상태를 자동으로 감시하여 설비 안전성과 에너지 효율을 동시에 향상시킬 수 있습니다.

달리웍스의 FEMS 솔루션 EnergyQ의 구성 및 UI

2. 왜 FEMS가 에너지 절감에 효과적일까요?

FEMS는 단순히 에너지를 절감하는 것이 아니라, 공장의 생산성과 연계하여 최적의 운영 방안을 제공합니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.

 – 실시간 모니터링: 공장의 에너지 사용 패턴을 실시간으로 확인하여 불필요한 소비를 줄입니다.

 – 데이터 기반 분석: 에너지 사용 데이터를 분석하여 개선이 필요한 공정을 식별합니다.

 – 자동 제어 기능: 설정한 목표에 따라 에너지 소비를 자동으로 조정합니다.

 – 설비 유지보수 지원: 비효율적인 설비를 조기에 감지하여 유지보수를 최적화합니다.

 – ESG 경영 기여: 환경 데이터를 지속적으로 수집하고 분석하여 탄소 배출 감축과 지속 가능성 강화에 도움을 줍니다.

FEMS 구성 요소인 전력계측기 설치 모습

3. 스마트팩토리에서 FEMS를 활용한 에너지 절감 방법

스마트팩토리에서 FEMS를 활용하여 에너지를 절감하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

3.1 에너지 소비 패턴 분석 및 최적화

FEMS를 통해 시간대별, 설비별 에너지 사용 데이터를 수집하고 분석하면, 불필요한 소비 구간을 파악할 수 있습니다. 예를 들어, 피크 타임에 불필요한 설비 가동을 줄이거나, 야간 시간대에 저전력 모드로 전환하는 방식이 있습니다. 실제로 야간에 작업이 없는 시간에 주기적으로 동작 중인 설비를 발견, 전원 관리를 강화한 사례도 있었습니다.

​또한, LoRa 네트워크 기반의 IoT 센서를 활용하면 보다 정밀한 모니터링이 가능하며, 공장 전반의 데이터를 통합하여 보다 효과적인 에너지 절감 방안을 도출할 수 있습니다.

3.2 자동화된 에너지 절감 시스템 적용

FEMS는 스마트센서 및 IoT 기술과 연계하여 에너지 사용을 자동으로 조정할 수 있습니다. 예를 들어:

 – 조명 및 공조 시스템을 실시간으로 제어하여 불필요한 전력 사용을 방지

 – 설비 가동률에 따라 변속기(VFD) 등을 조정하여 최적의 전력 소비 유지

 – 공기압축 장치(콤프레서)의 작동 패턴을 분석하여 타이머를 적용, 불필요한 작동 횟수를 60% 이상 줄이고 에너지를 절감한 사례가 있습니다.

3.3 설비 효율 분석 및 유지보수 최적화

FEMS는 개별 설비의 에너지 효율을 분석하여 비효율적인 장비를 조기에 식별할 수 있습니다. 이를 통해 선제적인 유지보수를 실시하면, 에너지 낭비를 막고 생산성도 높일 수 있습니다.

실제로 동일한 2개의 설비가 정상적으로 동작했지만 전력 계측 시 한 설비가 과도한 전력을 사용하는 것을 발견, 설비 점검 후 고장 부분을 수리한 사례가 있습니다.

FEMS의 전력 품질 진단

4. FEMS 도입 시 기대 효과

FEMS를 도입하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있습니다.

 – 에너지 비용 절감: 불필요한 에너지 낭비를 줄여 제조업체의 운영 비용을 절감합니다.

 – 설비 수명 연장: 최적의 운영 및 유지보수를 통해 설비의 수명을 연장합니다.

 – 환경 보호: 에너지 절감을 통해 탄소 배출을 줄이고 친환경적인 생산 공정을 구축할 수 있습니다.

 – 정부 지원 혜택: 일부 국가에서는 에너지 절감 시스템 도입 기업에 대해 세금 감면이나 지원금을 제공합니다.

 – 안전성 향상: IoT 센서를 활용한 실시간 모니터링을 통해 설비 과부하, 화재, 유해 가스 유출 등의 사고를 예방할 수 있습니다.

5. 결론

FEMS는 스마트팩토리의 필수적인 요소로 자리 잡고 있으며, 효율적인 에너지 관리를 통해 제조업체의 비용 절감과 지속 가능성을 높이는 데 큰 역할을 합니다. 단순한 에너지 절감이 아니라, IoT 센서 및 LoRa 네트워크를 활용한 자동화 시스템을 통해 더욱 스마트한 운영을 실현할 수 있습니다.

​스마트팩토리에서 에너지를 효율적으로 운영하고 싶은 기업이라면, 지금 바로 FEMS 도입을 검토해보세요!