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광업의 발전에서 리튬 이온 배터리의 역할

2024년 3월 25일 (월)

전 세계 산업은 탄소 배출량을 제한하고 온실 가스 배출량을 줄이기 위해 많은 노력을 기울이고 있으며, 이러한 전환의 핵심 요소는 재생 가능 에너지원의 채택입니다. 이동식 공기와 전력이 점점 더 중요해지는 오늘날의 기술적으로 진보된 광산 산업에서 배터리는 생산성과 운영 효율성을 향상시키는 데 핵심적인 역할을 합니다.

상공에서 내려다본 광산 채석장

최근 몇 년 동안 광업과 같은 산업 분야에서 가장 널리 사용되는 배터리는 납축 배터리, 니켈-철(Ni-Fe) 배터리, 리튬 이온(Li-ion) 배터리의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 후자인 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도, 상대적으로 낮은 자체 방전율, 낮은 메모리 영향으로 다양한 응용 분야에 적합한 다목적성과 높은 효율로 인정받고 있습니다.

리튬 이온 배터리의 가장 주목할만한 장점 중 하나는 용량의 심각한 저하 없이 수많은 충전 및 방전 사이클을 견딜 수 있다는 것입니다. 제한된 주기 후에 성능이 급격히 저하될 수 있는 다른 배터리 기술과 달리 리튬 이온 배터리는 최적의 성능을 유지하면서 수백 번의 주기를 견딜 수 있습니다. 이러한 내구성은 배터리 수명 주기를 연장할 뿐만 아니라 보다 수익성 있는 장기 투자로 이어집니다.

기존 배터리에서 흔히 발생하던 메모리 영향은 리튬이온 배터리에서는 문제가 되지 않습니다. 전체 용량을 유지하기 위해 완전 충전 및 방전 사이클이 필요한 구형 배터리와는 달리 리튬 이온 배터리는 이러한 현상이 발생하지 않습니다. 어떤 부하 수준에서도 충전이 가능하므로 작동에 상당한 가치를 더하고 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

 

광업용 리튬 이온 배터리 기반 솔루션

리튬 이온 배터리 기반 솔루션은 광산 응용 분야를 위한 최첨단 효율적인 솔루션의 영역에서 보다 지속 가능한 방식의 새로운 시대를 예고합니다. 이러한 맥락에서 아트라스콥코는 지난 몇 년 동안 가장 진보되고 신뢰할 수 있는 기업 중 하나로 자리매김하여 최첨단 기술을 원활하게 통합하여 광산 작업을 효율적이고 책임감 있게 수행할 수 있는 솔루션을 제공하고 있습니다. 이러한 첨단 접근 방식은 광산 응용 분야의 즉각적인 에너지 수요를 해결할 뿐만 아니라 광산 산업의 지속 가능한 미래를 육성하면서 환경에 미치는 영향을 줄이겠다는 노력을 강조합니다. 전력, 조명 및 압축 공기를 위한 아트라스콥코의 리튬 이온 배터리 구동 솔루션은 최종 고객의 생산성을 향상시키고 보다 안전하고 건강한 작업 환경을 제공합니다. 이러한 솔루션은 보다 에너지 효율적인 광업 방식을 향한 전략적 도약을 나타내며, 업계를 발전시킵니다.

 

이동식 배터리 구동 장치로 압축 공기 생성

공압 공구가 포함된 배터리 구동식 휴대용 공기 컴프레셔 B-Air 185-12

아트라스콥코의 배터리 구동 B-Air 185-12 이동식 컴프레셔

세계 최초의 배터리 구동식 이동식 스크류 컴프레셔인 아트라스콥코의 B-Air가 최근 출시됨으로써 광산 산업이 보다 효율적이고 탄소 배출량이 적은 미래로 향하는 전환점이 되었습니다. 내연 기관에서 전기 모터로 전환하면 국지적 배출량이 전혀 발생하지 않는 등 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다. 실제로  B-Air 185-12는 140톤의 CO2 배출량을 절감하며, 이는 승용차 약 30대의 연간 배출량에 해당합니다.

또한 B-Air 185-12의 전기 모터는 디젤 엔진 컴프레셔에 비해 움직이는(따라서 마모되는) 부품이 훨씬 적기 때문에 가동 중지 시간과 유지보수를 크게 줄여줍니다. 디젤 엔진 장치의 경우 2,000시간이 소요되는 것과 달리 500시간마다 정비하면 됩니다. 한편, 배터리 팩은 삼중 인클로저로 보호되며 수냉식으로 성능을 극대화합니다.

최첨단 속도 가변형 드라이브(VSD)와 자석 모터가 실시간 공기 수요에 맞춰 모터 속도를 자동으로 조정하여 에너지 효율을 최대 70%까지 높입니다.

모든 아트라스콥코 이동식 공기 컴프레셔와 마찬가지로 B-Air는 엄격한 테스트 과정을 거쳐 45°C ~ -25°C의 극한의 기후 조건에서도 최적의 성능을 발휘한다는 것이 입증되었습니다.

광산 작업에서 전력 공급을 혁신하는 에너지 저장 시스템

아트라스콥코 ZBC 250-575 에너지 저장 시스템

아트라스콥코 ZBC 250-575 에너지 저장 시스템

광산 회사는 배터리 기반 에너지 저장 시스템(ESS)을 사용하여 에너지 생성, 분배 및 소비를 최적화하여 임시 전력 응용 분야를 완벽하게 제어할 수 있습니다. ZBP 및 ZBC 제품군으로 구성된 아트라스콥코의 에너지 저장 시스템멀리 떨어져 있거나 접근이 어려운 위치(주로 채석장 및 지하 광산)에 설치하기에 적합합니다. 이 장치는 에너지 수요가 높고 부하 프로필이 가변적인 응용 분야에 이상적이며, 제한된 경우 그리드를 사용할 수 있고 낮은 부하와 피크 모두를 고려합니다.

이 혁신적인 리튬 이온 ESS 포트폴리오는 독립형 또는 동기식으로 작동할 수 있으며, 발전기 및 재생 에너지와 같은 여러 에너지 입력을 가진 분산형 하이브리드 시스템의 핵심 역할을 합니다. 또한 이동식 태양광 발전소의 개발과 광산 산업으로의 통합을 통해 에너지 저장 시스템은 이 재생 가능 에너지를 저장하고 배포하여 현장 운영에 지속 가능한 전력을 공급하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 이러한 배터리 기반 장치는 광산 기업이 유연하고 안정적인 전력을 배치하는 동시에 규정을 준수하고 비용을 절감할 수 있도록 지원하여, 이동식 및 지속 가능한 에너지 솔루션으로의 업계 전환을 주도하고 있습니다.

 

생산성 향상을 위한 에너지 효율적인 조명 솔루션

아트라스콥코의 HiLight S2+ 태양광 라이팅 타워

아트라스콥코의 HiLight S2+ 태양광 라이팅 타워

전통적으로 디젤 구동식 라이팅 타워는 광산 현장을 조명하는 데 사용되어 왔지만 작업 시간을 늘리고 안전한 환경을 보장하기 위해 최근 몇 년 동안 에너지 효율이 높은 대안이 개발되었습니다. 전기 및 태양광 라이팅 타워는 연료 소비를 줄여 운전자가 소음, 조명 및 CO2 배출 규정을 준수하는 비용 절감 솔루션의 이점을 누릴 수 있습니다.

광산 작업용 HiLight S2+

광산 작업용 HiLight S2+

아트라스콥코의 최신 태양광 라이팅 타워인 HiLight S2+태양에서 방출되는 에너지를 저장하고 태양광 패널에서 포착하여 4개의 90W LED 투광 라이트에 사용되는 리튬 이온 배터리를 장착합니다. 이 혁신적인 라이팅 타워는 효율적이고 높은 성능을 제공하여 작업자에게 우수한 시야를 제공하고 일년 내내 유리한 기상 조건에서 자율 작동을 제공합니다.

아트라스콥코의 HiLight BI+ 4 하이브리드 라이팅 타워

HiLight BI+ 4 하이브리드 라이팅 타워

또한 작업자들은 새로운 유형의 조명 솔루션인 하이브리드 라이팅 타워가 등장하는 것을 목격했습니다. 아트라스콥코는 최근 HiLight BI+ 4를 출시했습니다. 이 모델은 배터리 사용과 저소비 Stage V 디젤 엔진을 결합하여 유연성을 극대화합니다. 배터리 사용 기능을 도입하면 엔진 사용이 줄어들어 장치의 수명이 연장되고 총 소유 비용(TCO)이 낮은 임시 조명 솔루션이 됩니다.

리튬 이온 배터리의 최종 폐기 시

아트라스콥코는 국제 규정에 따라 B-Air 185-12 컴프레셔, 에너지 저장 시스템 포트폴리오, 태양광 및 하이브리드 라이팅 타워의 배터리 수명 주기가 끝난 후 해당 배터리에 대한 책임을 집니다. 이 프로세스는 수거한 리튬 이온 배터리를 임시로 안전하게 보관하는 것으로부터 시작됩니다. 이 단계는 배터리의 상태 및 유형에 따라 배터리를 적절하게 취급하고 분리하는 데 매우 중요합니다. 그런 다음 아트라스콥코는 리튬 이온 배터리를 효율적이고 안전하게 재활용하는 데 필요한 전문 기술과 장비를 보유한 전문 재활용 회사와 협력합니다.

일정 시간이 지나면 배터리가 분해되고 해당 구성 요소가 판매됩니다. 이는 환경 규제를 준수할 뿐만 아니라 수익을 창출하고 폐기물을 줄임으로써 경제적 이익도 제공합니다. 아트라스콥코 제품에 사용되는 배터리는 순환 경제를 염두에 두고 설계되었으며 이를 위해 재생 공정을 통해 제2의 수명을 부여할 수도 있습니다. 어느 정도의 성능 저하가 있더라도 가정용 전원 공급 시스템과 같은 덜 까다로운 응용 분야에 맞게 배터리의 용도를 변경할 수 있습니다. '세컨드 라이프' 배터리를 활용하는 이러한 관행은 전자 폐기물을 줄이고 환경에 미치는 영향을 줄이는 데 크게 기여합니다. 용량이 줄어들었음에도 불구하고 이러한 용도 변경 배터리는 여전히 상당한 성능을 제공할 수 있으며 잠재적으로 최대 4년까지 연장될 수 있습니다.

 

다양한 배터리 유형 개요

배터리 사양

납-산 니켈-철(Ni-Fe) 리튬 이온

에너지 밀도

25– 40Wh/kg

40– 60Wh/kg

90– 190Wh/kg

효율성

50%–70%

70%–90%

80%–90%

수명 주기 방전(80%)

200-1000

1000

2000-4000

DoD

60%

80%

80%

충전 용량

8–16시간

2–4시간

1시간

자가 방전/월

5–15%

20%

5% 미만

최대 충전 전류

0.05C

1C

2C

충전 온도 한계

-20–50℃

0–45ºC

-15–45ºC

유지보수 요구 사항

3-6개월(균등화)

30– 60dpi(방전)

없음

독성

높음

높음

낮음

비용(주기/kWh)

매우 낮음

용도

고정식

고정식

프라이밍