지하 광산에서 사용되는 거중기는 광산 갱구에서 채굴된 광물과 자재를 들어 올리고 내리는 데 사용되는 강력한 장비입니다.
이러한 장비는 물체를 효율적으로 수직 운송할 수 있어, 광산 채굴에 더 큰 장비를 사용하는 데 따르는 추가 비용이 들지 않습니다.
위쪽으로 들어 올릴 때는 많은 양의 전력이 필요하지만 아래쪽으로 내릴 때는 그렇지 않습니다.
이러한 사실에서 RUC 마이닝의 지하 광산 거중기 전문가들이 혁신적인 아이디어를 냈습니다. 하강 시 생성된 에너지를 저장했다가 상승 시에 동력을 공급하는 데 사용할 수 있다면 어떨까요?
이는 향후 광산의 지속가능성 측면에서 엄청난 기여를 할 것이었지만, 먼저 복잡한 기술적 도전과제를 해결해야 했습니다.
RUC의 전기 관리자인 그렉 벨(Greg Bell)은 이 아이디어에 확신을 갖고 현실화할 방법을 찾기 시작했습니다. 그와 RUC 팀은 전략적 파트너로 로크웰 오토메이션과 에너지 파워 시스템즈 오스트레일리아(ePSA)를 선택하고 전 세계 거중기에 배포할 수 있는 완전 통합 솔루션을 구축했습니다.
RUC 팀이 파트너들과 협력해 개발한 지하 광산 거중기를 위한 세계 최초의 재생 에너지 저장 솔루션 덕분에, 별도의 디젤 발전기 없이 자체 저장된 에너지만으로 기계를 작동하는 것이 가능해졌습니다.
호주에 있는 한 광산에서 첫 활용된 솔루션을 위해 RUC는 RUCShaw 512 싱글 드럼 거중기를 설치했습니다. 이 거중기는 710kW 드라이브로 구동되고 초당 5m의 거중 용량과 12톤 라인 견인력을 자랑하며 1,600m의 설계 깊이로 작동합니다.
호주에 있는 한 광산에서 첫 활용된 솔루션을 위해 RUC는 RUCShaw 512 싱글 드럼 거중기를 설치했습니다. 이 거중기는 710kW 드라이브로 구동되고 초당 5m의 거중 용량과 12톤 라인 견인력을 자랑하며 1,600m의 설계 깊이로 작동합니다.
기술적으로 복잡한 지속가능성 솔루션
광산 갱구에서 거중기가 물체를 들어올릴 때는 전기 모터가 에너지를 소비합니다. 그러나 아래로 내리는 작업에서는 거중기가 발전기가 됩니다.
벨은 "대부분의 광산용 거중기는 발생하는 열을 처리하기 위해 냉각 팬이 있는 브레이크 저항 팩을 사용한다. 그러나 이러한 팩은 단일 장애 지점이 되며 애플리케이션 마다 다르기 때문에 제동력을 바꿀 필요가 있는 경우 다시 계산을 해야 한다"고 설명합니다.
그는 "그 대신, 생성되는 전력이 유입 공급 버스로 다시 공급되고 시스템 부하에 의해 흡수되는 시스템을 제안했다"고 덧붙였습니다.
이 솔루션을 현실화하기 위해, 로크웰 오토메이션은 액티브-프런트-엔드(Active-Front-End) Powerflex® 755TR 재생 가변 속도 드라이브, 저전압 모터 컨트롤 센터, GuardLogix® 컨트롤러, 애플리케이션 관리용 ThinManager® 소프트웨어, 그리고 HMI 운영, 네트워크 및 보안 서비스에 대한 완전한 실시간 개요를 제공하는 FactoryTalk® View Site Edition 소프트웨어와 제품과 기술에 대한 지원을 제공했습니다.
재생 에너지를 저장하는 배터리로는 ePSA에서 공급하는 Cat PGS 1260 배터리 에너지 스토리지 시스템을 선택했고, 병렬 인버터와 배터리 스택 아키텍처를 통해 중복성을 추가했습니다.
벨은 "두 대의 거중기 드라이브로 운영 프로젝트에 이 솔루션을 구현했으며, 향후 다른 프로젝트에도 통합할 계획”이라며 “이 솔루션은 전 세계의 기존 및 새로운 광산에서 활용될 가능성이 크다”고 말했습니다.
디젤을 사용한 발전 양을 줄여주는 재생 에너지 저장 솔루션을 구현하면 상당한 환경 혜택을 얻을 수 있습니다. RUC는 24개월 동안 초기 설치에서 재생 에너지 저장 솔루션이 다음과 같은 성과를 거둔 것으로 추정합니다.
로크웰 오토메이션의 남태평양 지역 책임자인 앤서니 웡(Anthony Wong)은 "지속가능성은 로크웰 오토메이션의 핵심 초점이기 때문에, RUC로부터 이 미래 지향적인 프로젝트를 의뢰받았을 때, 함께 이를 현실로 만들고 우리 하드웨어와 소프트웨어 솔루션으로 안정성과 성능을 제공하는 데 도움을 줄 수 있다는 사실에 모두 열정적으로 임했다”고 말합니다.
그는 "이 솔루션은 호주에서 설계 및 구축되었지만 전 세계의 광산에 적용할 수 있다. 이는 보다 지속 가능한 광업과 완전한 전기 광산의 꿈을 향한 작지만 중요한 단계”라며 “RUC가 진정으로 혁신적인 솔루션을 구상하고 독창성과 비전을 보여준 것은 인정할 만한 일”이라고 말했습니다.
재생 스토리지 프로젝트는 복잡한 기술 통합이 필요했고, 업계 최초로 진행되는 많은 작업들이 수반되었기 때문에 따라야 할 기존 템플릿은 존재하지 않았습니다.
그는 "로크웰 오토메이션 기술 팀은 정말 대단하다. 함께 일했 봤던 엔지니어들 중 최고”라며 “또 다른 주요 혜택은 로크웰 오토메이션의 공급업체 매뉴얼과 기술 정보였다. 이 고급 문서의 최신 버전은 모두 온라인으로 제공되고 인력 교육과 원격 작업에 매우 중요한 역할을 한다. 항상 최신 버전에 액세스할 수 있기 때문에 수정본을 관리할 필요가 없다”고 덧붙였습니다.
벨은 또한 이 프로젝트에 사용된 로크웰 오토메이션 하드웨어의 몇 가지 주요 이점을 직접 확인할 수 있었습니다.
벨은 "하드웨어 외에도 로크웰 오토메이션의 소프트웨어는 제어 및 안전 시스템, 진단 및 고급 문제 해결을 위한 히스토리언/데이터 로거와 원활하게 통합되었다. 로크웰 오토메이션의 컨트롤러 애드온 지침을 통해 드라이브와 공기 회로 차단기 계량 장비를 간단하게 통합할 수 있었다"고 말합니다.
재생 에너지 저장 프로젝트의 초기 목표는 아니지만, 새로운 솔루션은 일관된 성능을 제공할 뿐 아니라 배터리 내부에 추가적인 중복성을 제공합니다.
그는 "전력이 손실되면 장애가 발생하고 유압 제동은 공격적이다. 재생 에너지 저장 솔루션을 사용하면 두 개의 인버터로 배터리를 나눌 수 있으므로 추가적인 중복 계층이 생긴다. 즉, 전력이 손실되더라도 거중기가 멈추지 않아 부드럽고 일관된 성능을 제공한다"고 말합니다.
"열 손실 없이 전력이 배터리로 바로 환원되기 때문에, 이러한 유형의 솔루션은 엘리베이터와 같은 모든 소규모 에너지 응용 분야에서도 쉽게 사용할 수 있다. 이 솔루션은 거중기를 사용하는 세계 유일한 중력 운동 에너지 저장 시스템이라고 생각하며 호주에서 이를 소개하게 된 것을 자랑스럽게 생각한다.”
"우리는 이 기술을 더 광범위하게 사용할 계획이다. 미래의 전기 광산의 측면에서, 수직 운반은 광산에서 가장 경제적인 비용으로 물자를 운송하는 데 사용할 수 있는 솔루션이기 때문이다. 이 기술을 수출해 호주의 혁신을 전 세계에 선보일 수 있을 것이다.”
Published 2024년 3월 7일 (목)
