포크레인
포크레인(Poclain)은 땅이나 암석을 파내는 기계이다. 굴삭기 또는 굴착기라고도 한다. 대한민국 건설기계관리법 시행령에서는 '무한궤도 또는 타이어식으로 굴착 장치를 가진 자체 중량 1톤 이상의 것'으로 정의하고 있다.[1]
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개요[편집]
포크레인은 토목·건축·건설 현장에서 땅을 파는 굴착 작업, 토사를 운반하는 적재 작업, 건물을 해체하는 파쇄 작업, 지면을 정리하는 정지 작업 등의 작업을 행하는 건설 기계이다. 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업 장치로 구성되어 있다. 포크레인은 주행체의 주행 방식에 따라 무한궤도식 크롤라 포크레인과 타이어식 휠 포크레인으로 구분된다. 크롤라 포크레인은 휠 포크레인에 비해 작업이 안정적이며 작업 생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업 현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 포크레인은 크롤라 포크레인에 비해 타이어 지지 방식으로 인해 작업시 안정성은 떨어지나, 도로 주행이 가능하여 운반 트레일러 없이 작업장 이동이 가능하고, 작업과 이동을 빈번하게 요구하는 작업 현장에 주로 사용된다. 또한 포크레인은 토사와 암석의 상태, 작업의 종류 및 용도에 따라 적절한 작업 장치를 장착하여 사용 할 수 있다. 일반 굴착 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지면, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등이 포크레인에 주로 사용되는 작업 장치이다.[2] 국내 작업 현장에서는 포크레인이라는 이름으로 알려져 있으나, 포크레인은 굴착기 장비를 만드는 에티퓨스렝킹테유라리믹스 회사의 이름 '포차코레이언인더빌'에서 비롯되었다. 국내에 프랑스 장비가 들어오면서 포크레인이라는 단어가 굴삭기를 칭하는 대명사처럼 쓰이게 된 것이다. 흔히 포크레인이라고 부르지만, 실제 업계에서는 '굴착기'도 아닌 '굴삭기'로 부르는 것이 일반적이다. 국립국어원이 굴삭기를 굴착기로 순화하라고 한 이후로, 건설업계를 중심으로 굴착기(뚫는 기계)와 굴삭기(삽차)는 완전히 다른 종류의 건설기계라는 반발이 일어났고, 국내 최대의 중장비 업체인 두산인프라코어㈜에서는 회사 차원에서 국립국어원에 진지한 이의제기를 할 정도였다. 그러나 2019년 관련 법령상 용어까지 굴착기로 통일되면서 공식적으로는 논란이 일단락되었다.[3]
역사[편집]
최초의 포크레인은 미국의 토목 기술자인 윌리엄 스미스 오티스(William Smith Otis)가 1835년에 발명했다. 이후에 오티스는 1839년에 특허를 취득했다. 당시에 오티스가 발명한 것은 기찻길이나 운하의 굴착과 굴착된 흙을 치우기 위한 증기 포크레인이다. 오티스는 당시에 기차 차량이나 운반차에 크레인을 설치하고 큰 삽을 달아 이 삽이 땅을 파면 들어 올려 반대편에 버리는 장치를 구상했다. 이 최초의 포크레인은 당시에 이미 사용 중이던 증기기관으로 움직이는 크레인의 동력장치와 물건을 끌어 올리는 도르래 등을 이용해 만든 것이다. 그렇지만 그 구조는 현재의 포크레인과 크게 다르진 않다. 당시에 만들어진 포크레인은 서부 철도공사에 사용되어 한 번에 1.1m3를 굴착할 수 있었으며 하루에 380m3을 굴착할 수 있었다.[4]
특징[편집]
포크레인은 장비의 이동 역학을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업 장치로 구성되어 있다. 경우에 따라서 여러 장비를 연결 혹은 교체시키는 식으로 사용하는 것도 가능하다. 간혹 백호(Backhoe)로 달리 칭하기도 하는데, 이건 포크레인을 뜻하는 말이 아니라 트랙터나 로더 뒤쪽에 굴삭용 장비를 장착한 경우일 때 부른다. 일반적으로 크게 휠타입(일반 바퀴를 사용)과 크롤러 타입(무한궤도를 사용)으로 나뉜다. 무한궤도 타입은 일반 철제 궤도를 사용하는 것부터 고무를 씌운 고무트랙식, 위에 나온 스파이더 타입같이 경사지 작업이나 목재 채취, 광산작업 등에 특화된 특수 기종같이 여러 가지 형태의 장비가 있다. 이외에도 트럭의 후방에 굴착기를 장착한 것도 있다. 다만 백호는 작업과 이동을 병행하는 것이 어려우며, 무엇보다 굴착 작업의 반경이 180도로 제한되어 있다. 포크레인 조종을 하려면 포크레인 운전기능사 자격을 취득하고, 1종 보통 면허증을 지참해 주소지 시/구청 교통과를 방문해 면허를 발급받아야 운전이 가능하다. 기능사 자격만 취득하거나, 자격증과 1종 보통 면허가 있다 하더라도 건설기계 조종면허증을 발급받지 않으면 무면허 운전이 된다. 국내에서는 주로 버킷 용적(m³)에 따라서 구별하는데 크게 미니, 공투(0.2m³), 공삼(0.3m³), 공육(0.6m³), 공팔(0.8m³), 공텐(1.0m³) 순으로 나눈다. 미니는 고무 트랙만 존재하고, 공투는 철제 크롤러 타입만, 공삼부터 공팔까지는 휠 타입과 크롤러 타입이 공존, 텐은 휠 타입 없이 크롤러 타입만 있다. 하지만 크롤러 타입은 주행 속도가 매우 느리며, 애초에 크롤러 타입을 사용할 정도의 노면이 거친 곳은 텐급 이상의 포크레인들이 작업해야 하루 목표량이 채워지는 수준의 대형 공사 지역이기에 공육과 공팔 크롤러 타입은 쉽게 보기 힘들다. 외국에서는 보통 포크레인의 중량(ton)으로 구분한다. 작업 장치는 유압펌프를 가동해 발생시킨 유압으로 유압 실린더를 작동시키고, 회전과 주행에 유압 모터를 사용하는 것이 대부분이다. 2000년대에 들어서는 전기구동식 모델도 추가됐으나, 초소형 소선회장비에 비해 이점이 없어서인지 보기 힘들다.[3]
원리[편집]
포크레인은 파스칼의 원리를 이용하여 만들었다. 파스칼의 원리란. 밀폐된 공간에 채워진 유체의 힘에 힘을 가하면 내부로 전달된 압력은 밀폐된 공간의 모든 면에 동일한 합력을 작용한다는 원리로 단면적이 작은 쪽에서 압력을 가하고 다른 쪽의 면적이 넓어도 같은 힘으로 압력을 가할 수가 있다는 거다. 결국 적은 힘으로 큰 힘을 낼 수 있다는 얘기다. 포크레인, 지게차, 크레인, 리프트 등 같은 원리를 이용하고 있다.[5]
종류[편집]
초소형 포크레인[편집]
초소형 포크레인은 소형 포크레인보다 작은 규격의 작업 중량 4톤 미만인 포크레인이다. 일부 작업 중량 1톤 미만의 포크레인들은 농기계로 분류되기도 한다. 기존 소형 포크레인에 비하면 아주 작아 흔히 '미니'라고 불린다. 보통 좁은 곳에서 작업하기 좋도록 소선회형으로 많이 만들어지며, 같은 이유로 굴절식 붐이나 붐 자체가 각도를 틀 수 있는 스윙붐 형상으로 만들어진다. 특히 도심에서 작업하기 편하도록 금속이 아닌 고무궤도를 흔히 사용한다.[3]
소형 포크레인[편집]
소형 포크레인은 흔히 공투(0.2㎥급 버켓이 기본인 모델들)라 불리는 체급의 포크레인이다. 형식명에 보통 55~80이 붙는다. 휠 타입과 크롤러 타입이 공존하며, 2000년대부터 카운터 웨이트 배치를 바꿔 좁은 곳에서 작업이 가능한 소선회장비가 많아지는 추세이다. 도심의 상하수 관거 공사 등으로 가장 흔하게 볼 수 있는 형태이기도 하다.
중형 포크레인[편집]
중형 포크레인은 흔히 말하는 공육, 공팔급이 중형급이며 보통 형식명에 붙는 숫자가 120~210대 번호가 붙는다. 터파기, 다지기부터 자재 상차, 구조물 견인 등 다방면에서 두루 쓰이기에 건설 및 토목 현장에서 못해도 한 두대 이상 볼 수 있으며, 무게는 공육 14톤~ 공팔 21톤 내외이다. 국내에서는 크롤러 타입보다 휠 타입이 압도적으로 많이 보인다.
대형 포크레인[편집]
대형 포크레인은 말 그대로 크기가 큰 대형 포크레인이다. 형식명 뒤에 300~800이 붙고 공텐, 텐으로 불리며 무게는 27톤에서 80톤 내외이다. 아파트 공사 현장, 석회석 광산이나 도로 신설 현장, 채석장과 대규모 토목 공사 현장 등에 있는 수많은 크롤러 포크레인들의 대부분이 여기에 속한다. 이 정도 크기가 되면 극히 드문 경우를 제외하고 크롤러타입이 쓰이며, 처참한 수준의 기동성 때문에 현장을 옮겨 다닐 때는 로베드 트레일러로 옮기는게 기본이지만, 운송 제한을 넘는 사이즈와 중량으로 인해 분해 후 재조립하기도 한다.
초대형 포크레인[편집]
초대형 포크레인은 대형 포크레인보다 더 거대한 종류로, 주로 한 번에 대량의 굴착능력이 요구되는 광산 등지에서 사용된다. 무한궤도를 계단 삼아 밟고 올라가 탑승하면 되는 초소형~대형 포크레인과 달리 크기가 거대하다 보니 따로 탑승용 계단이 있다. 이때부터는 자기보다 높은 지표를 굴착해야 할 일도 생기기 때문에 버킷 방향이 다르게 제작되는 모델도 있다.
휠 포크레인[편집]
휠 포크레인은 가장 흔하게 볼 수 있는 무한궤도 대신 바퀴로 움직이는 포크레인이다. 그리고 바퀴로 움직이기 때문에 자동차 전용 도로를 제외한 일반 도로에서도 주행이 가능하다. 08급 휠 포크레인은 앞부분에 아우트리거라는 고정용 다리가 있어서 뒤에 달린 블레이드와 함께 지면에 고정을 해서 작업하면 롤링 현상 없이 작업이 가능하다. 휠 타입 포크레인의 단점인 무게 중심이 높아 전복, 전도의 위험성 또한 줄어든다. 현장에서는 간혹 타이어를 붙여서 궤도와 구분 짓고는 한다.
크롤러 포크레인[편집]
크롤러 포크레인은 바퀴나 무한궤도로는 안정적인 자세를 잡기 힘든 지형인 바위 밭이나 급경사에서 2개 이상의 지지대를 펴 자세를 잡고 작업하기 위한 포크레인이다. 국내에서는 유지보수 측면에서 크게 쓰일 일이 많지 않아 험준한 산지 이외에는 보기 힘들다.
전기 포크레인[편집]
전기 포크레인은 디젤 엔진의 포크레인을 대체할 수 있는 매연과 소음이 없고 유지·운영비도 저렴한 친환경 포크레인이다. 전기 포크레인은 국산화로 수입산 대체 효과도 크다. 국내 진출한 20여 국내외 건설기계 업체 중 양산형 전기 포크레인을 처음 개발한 곳은 국내 건설기계 제작업체인 호룡이다. 독자 기술로 3.6톤급 친환경 전기 포크레인을 개발했다. 특히 배터리, 전동모터, 감속기, 인터버 등 핵심 장치를 전부 국산품으로 완성했다. 전기 포크레인은 매연 등 배출가스를 배출하지 않기 때문에 실내나 도심 작업에 환경 친화형이다. 기존 포크레인은 중유를 연료로 사용하는 디젤엔진을 주동력원으로 한다. 회전과 2개의 구동용으로 각각 유압식 전기모터를 사용했다. 디젤엔진이 이들 3개 모터를 가동하기 위해 발전기 역할을 하는 형태이다. 그러나 전기 포크레인은 애초부터 전동 모터를 주동력으로 2개의 구동용 모터와 회전용 모터로 제작하기 때문에 유압펌프 등 별도의 기계 장치를 갖출 필요가 없다. 이 때문에 기존의 포크레인과 비교해 에너지 효율이 뛰어나다. 매연을 발생하지 않는 것은 물론이다. 배터리는 콤보 방식의 중속충전(14kW)과 완속충전(7kW)이 가능하다. 작업 회전 반경은 77cm로 공간 활용도까지 뛰어나다. 전동화 기반으로 제작돼 최대 200m 떨어진 작업장에서도 원격 조정을 할 수 있다. 오염원, 위험 지역 등 작업 환경에 따른 안전과 편리성을 고려할 수 있다.[6]
초소형 포크레인 소형 포크레인 중형 포크레인 대형 포크레인 
초대형 포크레인 휠 포크레인 크롤러 포크레인 전기 포크레인 
작업 장치[편집]
포크레인은 버켓을 떼고 다른 작업 장치를 달 수 있다. 버켓 작업 외에 다양한 작업이 가능한 장점이 있으며, 2000년 이후로 보급된 유압식 커플러(링크)로 작업 장치 교환 속도가 획기적으로 빨라지게 되었으며 여러 작업 장치 또한 계속 개발되고 있다. 단순 어태치먼트와 작업 장치를 구분하는 방법은 간단한데, 용접이나 링크 분해 조립 과정을 거치지 않고 장착하는 경우에는 어태치먼트 탈부착으로, 반대로 용접이나 직접적인 분해 조립 과정을 거쳐서 장착하는 경우에는 작업 장치 변경으로 구분되어 구조 변경 검사를 받아야 한다는 차이점이 존재한다.
- 브레이커 : 돌이나 콘크리트, 아스팔트 등 단단한 물질을 파쇄하는 유압식 작업 장치이다. 착암기라고도 불린다. 과거에는 건물 철거에도 많이 사용되었으나, 요즘에는 크라샤(crusher)로 많이 대체된 상태이다. 현장에서는 브레이커나 착암기라는 단어보다 주로 뿌레카(브레이커)라고 칭한다.
- 리퍼 : 연한 암반, 돌부리, 다져진 지반 등을 버켓으로 작업이 안될 시 사용하는 작업 장치이다. 수 공구로 비유하자면 곡괭이 같은 존재이다.
- 쪽버켓 : 보통 버켓이 투스 5개가 있다면, 쪽 버켓은 3개가 달려 있으며 보통 버켓보다 작은 폭을 갖고 있다. 좁은 곳을 팔 때 사용한다.
- 체버켓 : 버켓에 돌을 거를 수 있도록 일정 크기로 격자 모양의 환봉을 때워서 만든 버켓이다. 기존에는 버켓이 닳았을 경우 공업사에서 산소로 버켓 등부분을 불어내고 환봉을 때워 많이 만들었지만, 요즘은 전용 채버켓을 장비 기사들이 구입하는 추세이다.
- 대버켓 : 보통 버켓보다 폭이 넓은 버켓이지만 논란이 많은 작업 장치 중 하나이다. 5종의 작업 장치는 03급 이하 영업용 포크레인에서 기본 세트나 마찬가지로 되어버렸는데, 그 시발점이 대버켓으로부터 시작되었다. 기사들이 경쟁력을 높이려고 하나둘씩 구입하자 기본 세트처럼 굳어져 버렸다. 이것이 문제가 되는 이유는 버켓 용량을 초과하여 장비에 무리를 주기 때문이다. 예를 들면 06급 포크레인를 써야 하는 상황에서도 03 포크레인으로 06급 포크레인과 비슷한 버켓 용량을 갖고 있어서 06급 포크레인을 찾지 않게 되는 현상이 발생한다. 아직도 중장비 기사들 사이에서 논란으로 꼽히며, 06급 이상은 장착하지 않게 서로 약속하고 있다지만 상당수의 06급 포크레인은 대버켓을 가지고 다닌다. 작업용으로 쓰지 않을 때는 여기에 브레이커, 리퍼 등을 수납하기도 한다.
- 지게발 : 보통 팔레트에 담겨 있는 보도블록이나 보강토, 그 밖에 물건 등을 트럭에서 하차할 때 많이 쓰인다. 이 지게발 때문에 지게차 기사들이 일감이 줄었다고 한다.
- 마이티백 : 진동 다짐용 작업 장치로 법면, 사면 등 인공지반을 다질 때 사용한다. 사실상 롤러를 대신하는 것이다.
- 집게 : 콘크리트 등을 파쇄하는 크랴샤라는 집게가 있고, 돌을 운반 및 쌓는 돌집게가 있으며, 목재 등을 쌓거나 운반하는 나무집게도 있고, 폐기물 등을 집는 폐기물 집게가 있다. 용도별로 수많은 종류의 집게가 있다. 크게 분류하자면 회전이 안 되는 유압식 집게도 있고, 회전이 되는 회전 집게로 나뉘게 된다. 또한 유압 없이 작동하는 무유압 집게도 있고, 포크레인에 용접하여 부착하는 코끼리, 호랑이, 딱따구리 등등 메이커별로 부르는 이름이 다른 집게들도 있다. 정식 명칭은 다용도 집게로 표기하며 장착 시 구조 변경 검사 대상이다.
- 틸트로테이터 : 주목받고 있는 차세대 작업 장치이다. 따지자면 링크, 커플러 쪽에 가깝다. 포크레인은 작업대 부분이 상부와 하부가 연결된 축을 중심으로 작업을 한다. 하지만 틸트로테이터는 버켓을 360도 회전할 수 있으며, 좌우 각도도 조절이 가능해서 기존에 할 수 없었던 작업들을 할 수 있다. 하지만 원래 일체형으로 만들어진 암과 버켓 부분을 나누어 틸트로테이터를 부착 후, 그 접합부에 버켓 종류를 달기 때문에 기존보다 담을 수 있는 토사량이라던지 무게량이 현저히 줄어들어, 틸트로테이터로 바꾼 후 원래 감당할 수 있었던 무게도 기계에 무리가 갈 수도 있다. 게다가 틸트로테이터 자체의 내구성도 그다지 좋지 않기 때문에 약 3,000만 원이나 들여 바꾼 로테이터가 고장 나면 수리비도 만만치 않다. 중량을 쳐야 하는 작업장이나 험한 일을 하는 작업장에서는 사용하지 않는 추세이며, 포크레인 하나로 여러 가지 일을 가볍고 세심하게 해야 하는 현장에만 사용하는 추세다. 로테이터를 달았다고 해서 임금을 더 받는 것도 아니고 수리비나 기계 구입 비용을 고스란히 감당해야 하기 때문에 현장에서는 보기 힘들다.
- 렉킹 볼 : 주로 크레인을 이용한 건물 철거 공사 시 사용되는 쇳덩이 구슬이다. 크레인뿐만 아니라 포크레인 커플러나 버킷 갈고리에 매달 수도 있다.
- 면삭기 : 포크레인을 비롯한 스키드로더 등 유압장치를 설치할 수 있는 장비에 부속 장치로 사용하는 유압장치이다. 지하 굴착 작업에서 콘크리트 연속 벽면을 다듬는 유압장치로 주로 사용하며 돌출된 아스팔트 도로 면이나 콘크리트 면을 다듬는 역할을 하기도 한다. 보통 면삭기는 비교적 작은 사이즈가 사용되나 폭이 넓거나 규모가 큰 사이즈는 작업 능률에 따라 적합한 유압장치를 설치해 사용한다. 도로 포장 공사를 하는 곳에서 아스팔트 하나의 차선을 재포장하기 위해 약 10cm 두께로 긁어내는 작업 장치가 면삭기이다. 면삭기의 면 접촉면인 돌출 부분은 특수한 재질의 금속을 사용하여 팁의 마모가 줄어들며 절삭 성능이 좋아진다. 유압장치로 만든 면삭기는 완충장치가 있어 회전하면서 타격하는 충격을 줄여 주는 기능도 있으며 다듬는 면의 재료의 특성에 따라 회전 속도를 조절하여 작업하는 것도 필요하다.[3]
주요 기업[편집]
현대건설기계㈜[편집]
현대건설기계㈜는 글로벌 엔진메이커인 미국의 커민스(Cummins)와 함께 국내 최초로 대용량 배터리를 장착한 소형 전기 포크레인을 개발했다. 이 제품은 100% 전기로 구동되는 3.5톤급 미니 포크레인으로, 작업 환경에 따라 최대 8시간까지 가동이 가능하며 기존 디젤 포크레인과 동일한 작업 성능을 발휘할 수 있다. 현대건설기계는 2017년 말부터 커민스와 공동으로 구조설계 및 장비 제작, 배터리와 전동기 등 전기동력시스템을 연구해 왔다. 그리고 2018년에는 제품 개발과 성능 시험을 성공적으로 마무리했다. 특히 이 포크레인은 기존 디젤엔진 대신 전기모터로 구동하기 때문에 소음 저감 효과와 더불어 연료비도 최대 60%까지 절감할 수 있는 친환경 제품이다. 소형 전기 포크레인은 빌딩 내부와 도심 골목, 지하공간 등 협소한 지역에서 작업을 수행하는 도심형 장비다. 환경 규제가 강화됨에 따라 북미는 가장 높은 배기가스 규제 기준인 티어4 파이널(Tier-4 Final)을 시행하고 있다. 프랑스 파리, 그리스 아테네 등 유럽 주요 도시에서는 2025년부터 디젤 차량의 도심 진입 금지를 추진하고 있다. 현대건설기계는 이에 따라 전기로 구동되는 친환경 소형 포크레인의 시장 규모가 크게 확대될 것으로 보고 관련 기술 개발에 나서고 있다. 또한 현대건설기계는 2010년 국내 최초로 작업 중 전기 케이블이 연결되어 있는 유선 방식인 릴 방식의 전기 포크레인을 양산했으며, 2016년에는 국내에서 처음으로 배터리형 중형 전기 포크레인을 개발하는 등 차세대 포크레인 개발에 적극 나서고 있다.[7]
두산인프라코어㈜[편집]
두산인프라코어㈜는 포크레인과 같은 건설기계, 디젤 및 가스 엔진 등을 생산하는 종합기계회사로 현대중공업그룹의 계열사이다. 두산인프라코어는 북미와 유럽 등 선진 시장에서 포크레인 등 건설기계 판매를 확대하고 있다. 특히 유럽법인은 2021년 6월 건설기계를 총 543대를 판매하여 법인 설립 이래 최대 월 판매 실적을 올렸다. 국내외에서 포크레인과 휠로더 등 대표 제품을 각각 1만 2220대, 2만 880대 생산할 수 있는 능력을 갖췄다. 판매량은 2019년 각각 7175대, 1만 7437대에서 2020년 6064대, 2만 676대로 증가했다. 2021년 1분기에는 각각 2569대, 7676대를 판매했다.[8] 2021년 5월에는 자체 개발한 배터리팩 시제품 1호기를 제작 완료했다. 배터리팩은 전기차와 중장비 등 전동화 기기에 장착되는 배터리 시스템의 최종 형태이다. 수개의 배터리 셀을 하나의 모듈로 묶고, 수개의 모듈을 묶은 팩 형태가 차량과 중장비 등에 장착된다. 배터리팩에는 모듈과 배터리관리시스템(BMS), 냉각 시스템 등 각종 제어 장치가 함께 탑재된다. 두산인프라코어는 배터리팩을 개발해 자사 제품은 물론 경쟁사에 판매할 계획이다. 건설기계 외에도 농기계와 골프 카트 등 전기로 움직이는 모든 장비에 배터리팩을 장착할 수 있도록 다양한 제품을 개발한다. 현대자동차㈜의 전기차에 탑재될 배터리팩은 ㈜엘지에너지솔루션과 현대자동차㈜가 합작해 설립한 에이치엘그린파워㈜가 생산한다. 두산인프라코어는 에이치엘그린파워㈜처럼 산업용 차량에 탑재할 배터리팩을 만든다. 두산인프라코어가 생산한 배터리팩은 원통형 배터리셀을 조합해 단위 전압 및 용량에 맞춰 유연하게 설계할 수 있다. 배터리관리시스템 또한 표준화 및 공용화 설계를 적용해 직·병렬 관계없이 최대 32개 모듈로 배터리팩을 구성할 수 있다. 배터리셀 연결 시 물리적으로는 구조용 접착제를 사용하고, 전기적으로는 와이어 본딩(Wire Bonding) 기술을 적용해 에너지 밀도와 안정성을 향상시켰다. 두산인프라코어는 2020년 전동 파워팩(Electric Powerpack) 사업 타당성 검토를 거쳐 배터리팩에 대한 자체 개발을 추진해 왔다. 이번 시제품을 실제 테스트하고, 2022년 초에는 배터리팩을 탑재한 1.7톤급 전기 굴착기 초도품을 제작할 예정이다.[9]
볼보건설기계[편집]
볼보건설기계는 2017년 5월 세계 최초로 100% 전기로 구동되는 포크레인 시제품 'EX2'를 공개했다. 그동안 전기와 디젤유로 구동하는 하이브리드형 포크레인이 개발된 사례가 있지만 대용량 배터리를 장착해 100% 전기로 움직이는 무선 포크레인이 선보인 것은 볼보건설기계가 처음다. 이 제품은 배기가스 배출이 전혀 없고 기존 디젤유로 구동하는 포크레인보다 연료비가 10분의 1로 절감되고 소음은 90% 감소한다. 볼보건설기계는 무인 포크레인 개발의 전 단계로 운전자를 도와주는 각종 첨단 기술도 선보였다. 볼보건설기계는 포크레인에 각종 센서가 부착돼 사이드미러 없이도 운전자 주변 360도를 실시간으로 관찰할 수 있는 스마트뷰 기능을 상용화했다. 스마트뷰와 각종 충돌 및 전복 위험 감지 시스템으로 인명 사고를 방지할 수 있다.[10]
전망[편집]
글로벌 건설기계 시장에서 탄소 순배출량을 전혀 없게 하는 친환경 물결이 일고 있다. 포크레인과 지게차, 휠로더 등 중대형 건설기계의 동력원을 배터리 또는 수소 연료전지로 교체한 산업차량이 등장할 전망이다. 두산인프라코어㈜ 등 국내 업체들도 산업용 전기자동차 개발에 나서고 있다. 미국 캐터필러(Caterpillar )와 일본 코마츠(Komatsu) 등 건설기계 시장의 리딩기업들은 전동화 제품을 개발 중이다. 이들 업체들은 배터리로 구동하는 건설기계 제품을 박람회 등에서 선보이고 있다. 캐터필러는 토목 공사에서 쓰이는 휠로더에 소형 전동식 모델을 선보였고, 히타치(Hitachi)도 전동화된 미니 셔블을 유럽 시장에서 판매하고 있다. 두산밥캣(Doosan Bobcat)은 유럽 시장에서 전동식 미니 포크레인을 판매하고 있고, 전동식 로더를 선보일 계획이다. 완성차와 달리 건설기계 시장은 전동화 전환이 늦은 편이다. 하지만 전 세계가 '넷 제로' 실현을 위해 친환경을 중요한 요인으로 꼽으면서 건설기계 시장도 친환경으로 서서히 전환하는 추세다. 건설기계의 경우 무게가 수백 톤에 달하는 만큼 소형 건설기계 중심으로 전동화 제품이 개발 중이다. 포크레인 한 대가 연 50톤의 이산화탄소를 배출한다. 포크레인 한 대를 전동화된 제품으로 바꿀 경우, 온실가스 감축 효과가 크다. 26톤 포크레인 2500대를 전동화된 제품으로 바꾸면 내연기관 자동차 6만 대를 전기자동차로 바꾸는 것과 비슷한 효과가 발생한다. 다만 포크레인 등 일부 중장비의 경우, 유압 부분을 출력 문제로 전동화하기 어려울 수도 있다. 전기자동차와 달리 건설기계는 출력이 높아야 하는 만큼 하이브리드 또는 수소가 대안으로 꼽힌다. 배터리 전문 시장조사업체 B3에 따르면 건설기계 및 로봇용 배터리 셀수요는 2016년 58억 개에서 2019년 87억 개로 50% 증가했다. 2020년 말까지 89억 개로 수요가 소폭 증가한 것으로 알려졌다. ㈜엘지에너지솔루션과 삼성SDI㈜, 에스케이이노베이션㈜ 등 국내 배터리 업체들은 중장비용 배터리 수요가 증가하는 것을 고려해 알루미늄을 첨가한 배터리를 개발하고 있다. 기존 니콜, 코발트, 망간 등 삼원계 계열 배터리에 알루미늄을 첨가하면 배터리 출력이 높아진다. 중장비 한 대에는 전기차용 배터리보다 약 8배 가량 많은 양의 배터리를 탑재할 수 있다. 이 때문에 배터리 업체들도 중장비에 쓰일 배터리를 개발하고 있다.[9]
각주[편집]
- ↑ 〈굴착기〉, 《위키백과》
- ↑ 〈굴착기〉, 《지식백과》
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 〈굴착기〉, 《나무위키》
- ↑ 이상원, 〈굴삭기는 누가 만들었을까?〉, 《다음카페》, 2006-03-23
- ↑ 자람맨, 〈공기압 나무 포크레인 만들기,파스칼의 원리 공기압관절,유압 포크레인의 원리,나무관절 공기압 굴삭기〉, 《네이버 블로그》, 2015-11-20
- ↑ 박태준 기자, 〈'굴착기도 전기차 시대'...호룡, 국내 최초 전기 굴착기 개발〉, 《전자신문》, 2019-10-15
- ↑ 방제일 기자, 〈현대건설기계, 국내 첫 전기 미니굴삭기 개발〉, 《인더스트리 뉴스》, 2018-11-20
- ↑ 류태웅 기자, 〈두산인프라코어, 현대중공업그룹 일원으로 새 출발〉, 《전자신문》, 2021-07-21
- ↑ 9.0 9.1 구태우 기자, 〈(EV·수소 밸류체인)두산인프라코어 배터리팩 개발...'전기 굴삭기' 나오나〉, 《블로터》, 2021-05-10
- ↑ 볼보건설기계 공식 홈페이지 - https://www.volvoce.com/south-korea/ko-kr/about-us/news/180320_news/
참고자료[편집]
- 볼보건설기계 공식 홈페이지 - https://www.volvoce.com/south-korea/ko-kr/about-us/news/180320_news/
- 〈굴착기〉, 《위키백과》
- 〈굴착기〉, 《나무위키》
- 이상원, 〈굴삭기는 누가 만들었을까?〉, 《다음카페》, 2006-03-23
- 자람맨, 〈공기압 나무 포크레인 만들기,파스칼의 원리 공기압관절,유압 포크레인의 원리,나무관절 공기압 굴삭기〉, 《네이버 블로그》, 2015-11-20
- 〈굴착기〉, 《지식백과》
- 박태준 기자, 〈'굴착기도 전기차 시대'...호룡, 국내 최초 전기 굴착기 개발〉, 《전자신문》, 2019-10-15
- 방제일 기자, 〈현대건설기계, 국내 첫 전기 미니굴삭기 개발〉, 《인더스트리 뉴스》, 2018-11-20
- 구태우 기자, 〈(EV·수소 밸류체인)두산인프라코어 배터리팩 개발...'전기 굴삭기' 나오나〉, 《블로터》, 2021-05-10
- 류태웅 기자, 〈두산인프라코어, 현대중공업그룹 일원으로 새 출발〉, 《전자신문》, 2021-07-21
같이 보기[편집]
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