엘리베이터 에너지 피드백 측정 솔루션

엘리베이터는 전형적인 잠재적 에너지 부하입니다. 다음 세 가지 특정 작업 조건에서 엘리베이터 권상기(모터)는 전력 소비 상태에서 발전기 상태로 전환되어 회생 전기 에너지를 생성합니다.

• 고하중 하향 이동: 차량의 무게가 균형추를 초과하고, 중력이 차량을 아래쪽으로 끌어당기고, 모터가 구동되어 회전하며 동력을 생성합니다.
• 경하중/공하중 상향 이동: 평형추는 자동차보다 무거워 자동차를 위쪽으로 끌어당기고, 마찬가지로 모터도 역방향으로 구동되어 동력을 생성합니다.
• 감속 제동: 엘리베이터는 목표 층에 도달하기 전에 멈출 때까지 감속하면서 막대한 기계적 운동 에너지를 방출합니다.

그림 1: 엘리베이터 생성 조건의 개략도

엘리베이터 사용 빈도를 기준으로 에너지 피드백 장치를 추가하면 엘리베이터당 평균 30%의 절전율이 발생하고 최고치는 40%에 달합니다. 이는 엘리베이터 수가 많은 현대 건물의 에너지 효율성에 매우 중요합니다.

I. 에너지 회수 원리

개조하지 않은 기존 엘리베이터에서는 생성된 전기 에너지로 인해 주파수 변환기의 DC 버스 전압이 상승합니다. 시스템은 이 에너지를 제동 저항기를 통해 열로만 발산할 수 있는데, 이는 에너지를 소비할 뿐만 아니라 기계실 온도를 높여 장비 작동에 영향을 미칩니다(그림 2 참조).

에너지 피드백 장치를 추가한 후 에너지 회수는 주로 다음 단계로 구성됩니다.

• 에너지 포착: 엘리베이터에서 생성된 AC 전력은 먼저 주파수 변환기에 의해 DC 전력으로 정류되어 DC 회로 커패시터에 저장됩니다.
• 지능형 반전: DC 버스 전압이 설정된 임계값을 초과하면 에너지 피드백 장치(핵심 구성 요소로는 IGBT 풀 브리지 인버터 및 DSP 마이크로프로세서 포함)가 제동 저항기에 앞서 활성화되어 DC를 저전압 그리드와 동일한 주파수, 위상 및 전압을 사용하는 3상 AC 전력으로 변환합니다.
• 정화 및 피드백: 반전된 출력 전류는 필터링 리액터와 같은 구성 요소를 통해 정화되어 고조파 오염을 제거한 후 건물의 AC 전력망으로 안전하게 다시 전송됩니다.

그림 2: 엘리베이터 에너지 회수의 개략도

II. 관련 표준 요구사항

엘리베이터 에너지 피드백 기술 전용 국가 표준은 기술 요구 사항, 테스트 방법 및 안전 성능을 규제하는 것을 목표로 합니다. 이는 정격 전압이 AC 400V 이하인 TN-S 시스템에 연결된 제어 불가능한 정류 기능을 갖춘 가변 주파수 속도 제어 엘리베이터에 적용됩니다. 표준은 엄격한 성능 지표를 지정합니다.

• 효율성 등급: 부하에 따라 세 가지 수준으로 구분됩니다. 효율은 25% 부하에서 ≥85%, 50% 부하에서 ≥90%, 100% 부하에서 ≥95%입니다.
• 전력 품질(고조파 한계): 피드백 전류의 총 고조파 왜곡(THDi)은 5%를 초과해서는 안 되며 홀수 및 짝수 고조파 함량에 대한 명시적인 제한이 적용됩니다.
• 역률: 출력 전력이 정격 전력의 50%일 때 0.90 이상입니다.
• 안전 및 보호: 장치는 단독 운전 방지, 과전압, 저전압, 단락, 개방 회로 및 그리드 주파수 이상 보호를 포함한 포괄적인 보호 기능을 갖추고 있어야 합니다.

이 표준은 변환 효율을 계산하기 위해 DC 측(입력) 및 AC 측(출력)의 동기 계량을 위한 고정밀 양방향 에너지 미터를 사용하는 등 테스트 플랫폼 구성, 테스트 조건 및 측정 방법을 지정합니다.

III. 엘리베이터 에너지 피드백 측정 선택 방식

실제 개조 프로젝트에서는 효율성과 전력 품질을 검증하기 위해 AC 측과 DC 측 모두에 계량기를 배치해야 합니다.

AC 계통 연결 측(통계적 에너지 소비 및 피드백량)

• 신청: 엘리베이터 배전 캐비닛 3상 380V 입력 또는 피드백 그리드 연결 지점.
• 목적: 그리드의 총 소비량과 그리드에 다시 공급되는 재생 에너지를 계산하여 포괄적인 에너지 절약 효과를 평가합니다.

유선 네트워킹 체계(엔지니어링 표준):

권장 모델: DTSD1352 3상 레일 에너지 미터 .

특징: 외부 분할 코어 변류기(CT)와 쌍을 이루는 3상 4선, 0.5S 클래스 4사분면 양방향 계량을 지원하며 새로운 주거용 또는 상업용 엘리베이터의 일괄 개조에 이상적입니다.

그림 3: DTSD1352 3상 AC 레일 에너지 미터

무선 IoT 방식(어려운 케이블 연결용):

권장 모델: ADW300 시리즈 무선 IoT 에너지 미터 .

특징: 옵션 4G/WiFi 모듈, TCP 양방향 투명 전송을 기본으로 지원합니다. 데이터는 플랫폼에 직접 업로드되므로 오래된 주거 지역이나 흩어져 있는 엘리베이터에 적합합니다.

그림 4: ADW300 3상 AC IoT 에너지 미터

DC 피드백 버스 측(정확한 회생 DC 계량)

• 신청: 에너지 피드백 장치 내부의 DC 버스 측(예: DC540V/750V 버스)
• 목적: 컨버터 효율성을 독립적으로 측정하거나 엘리베이터 에너지 저장 시스템(슈퍼커패시터/리튬 배터리)과 함께 사용하여 DC 재생 충전/방전 프로세스를 정밀하게 측정합니다.

권장 모델: DJSF1352-RN 양방향 DC 레일 에너지 미터 .

특징: 전압 적용 범위 DC 0-1000V, 75mV 션트 또는 0-20mA/0-5V/0-10V 홀 센서 지원, 이중 DC 입력 가능, 정밀도 0.5 또는 1 클래스.

그림 5: DJSF1352-RN DC 에너지 미터 및 홀 센서

데이터 수집 계획

권장 모델: ANet-1E2SM-4G 또는 AWT100-4G .

특징: 표준 프로토콜(예: Modbus-RTU)을 사용하는 RS485를 통해 필드 장치의 다운스트림 획득, 4G/WiFi 또는 이더넷을 통한 업스트림 무선 통신, 레일 장착.

그림 6: ANet-1E2SM-4G 및 AWT100-4G 데이터 수집 체계

IV. 엘리베이터 에너지 피드백 관리 시스템 솔루션

IoT 에너지 플랫폼은 다중 프로토콜 액세스 및 다중 터미널 액세스를 지원하고 에너지 모니터링, 효율성 분석, 전력 품질 분석, 경보 관리 및 보고서 생성을 제공하고 원격 시각적 관리 및 엘리베이터 에너지 피드백의 지능형 분석을 지원하는 독립적으로 개발된 SaaS 클라우드 플랫폼입니다. 사용자는 설치 후 앱을 통해 QR 코드를 스캔하고 모바일 또는 PC WEB 단말기를 활용하여 필요한 데이터 서비스를 받으면 데이터 디버깅을 완료할 수 있습니다. 자세한 내용은 다음에서 확인할 수 있습니다. 에너지 IoT 클라우드 플랫폼 .

그림 7: IoT 에너지 클라우드 플랫폼

엘리베이터 에너지 피드백 장비 선택 표

제품 이미지	이름	모델	기능	신청
	삼상 AC 에너지 미터	DTSD352	삼상 current, voltage, time-of-use energy, positive/negative energy statistics, multi-rate settings, precision 0.5S, RS485 interface.	엘리베이터 분배 입력 또는 피드백 포인트
	다기능 측정기	ADW300	삼상 electrical parameters, time-of-use energy, split-core CT, hot-swappable, RS485, 4G wireless. Precision 0.5S class.	엘리베이터 분배 입력 또는 피드백 포인트
	DC 에너지 미터	DJSF1352-RN	DC 전압, 전류, 전력, 양/음 에너지, 홀 센서 지원.	엘리베이터 컨버터 DC 출력
	홀 센서	AHKC-EKA	DC 0-(5-500)A 전류 측정, DC 4-20mA 출력.	일치하는 DC 에너지 미터
	스마트 게이트웨이	ANet-2E4SM	임베디드 Linux, 네트워크 소켓 지원, 데이터 압축, AES/MD5 보안, 프로토콜 지원: Modbus, ModbusTCP, DL/T645, 101, 103, 104.	아크렐-EIOT 또는 타사 플랫폼에 적용 가능
	무선 라우터	AWT100-4G	데이터 수집 및 4G 업링크, 투명한 전송.	아크렐-EIOT 또는 타사 플랫폼에 적용 가능
	에너지 IoT 클라우드 플랫폼	Acrel-EIOT	이는 데이터 수집, 데이터 분석, 오류 경고, 데이터 보고 및 장비 자산 관리와 같은 기능을 갖추고 있습니다. 시운전을 위한 APP 기반 QR 코드 스캐닝을 지원하므로 기본적으로 시운전이 필요 없는 작업을 달성할 수 있습니다.	배포 옵션에는 프라이빗 클라우드 배포, 퍼블릭 클라우드 배포, 데이터 호스팅 서비스가 포함됩니다.