수상 경력에 빛나는 혁신을 통한 재생 에너지 분야의 발전

미래에 탄소중립을 실현하려면 전 세계가 에너지를 생산하고 소비하는 방식을 크게 바꾸어야 합니다. 모든 산업 공정의 모든 단계를 새롭게 개편하여 최대한 활용하고, 이를 통해 지역사회와 기업에 기여하는 더욱 지속 가능한 미래를 만들어야 합니다.

지속 가능성은 고객을 중시하는 팀켄 제품 혁신의 핵심 요소입니다. 팀켄의 R&D 및 혁신 사고방식은 제조 공정과 자재를 필두로 제품 성능, 수명 향상에 이르기는 가치 사슬 전체에서 에너지를 절약하고 효율성을 개선합니다. 팀켄의 기술 리더 Doug Smith와 Ryan Evans가 수상 경력에 빛나는 당사의 엔지니어링 기술이 재생 에너지 분야를 어떻게 발전시켰는지 설명합니다.

1899년 창립 이래로 팀켄은 전 세계의 가장 시급한 엔지니어링 난제를 해결하고 산업의 미래를 개척하며 고객을 위해 혁신을 실현해 왔습니다. R&D(연구개발) 부문 강화를 위한 노력은 1920년대에 엔지니어들이 회사의 생산 시설에 포함된 프로토타입 및 테스트 실험실에서 근무할 때부터 시작되었습니다. 현재 팀켄에서는 140명 이상의 과학자, 연구원, 엔지니어가 세계적인 수준의 실험실을 이용하여 이론 과학에서 실제 제품 테스트에 이르는 다양한 분야에서 수상 경력에 빛나는 고객 중심 R&D를 수행하고 있습니다.

가장 중요한 목표는 세상에 가치를 창출하는 것입니다. 팀켄에서는 기회와 역량이 하나로 만날 때 이러한 가치가 창출됩니다.

기술 팀 부사장 Doug Smith에 따르면 “팀켄의 기술 솔루션은 기계식 동력 전달장치 및 산업용 모션에 대한 새로운 수요를 만드는 시장 동향에 의해 좌우됩니다. 재생 가능 에너지 분야의 경우에는 최근까지만 해도 현존하지 않았던 산업 분야를 위한 제품을 설계하고 있습니다. 모든 반복 작업은 이전 작업보다 더 효율적이고 지속 가능해야 합니다. 팀켄은 이미 알고 있는 것과 배운 것을 적용하여 고객과 환경에 지대한 영향력을 발휘합니다.”

“팀켄의 기술 솔루션은 기계식 동력 전달장치 및 산업용 모션에 대한 새로운 수요를 만드는 시장 동향에 의해 좌우됩니다.”

Doug Smith
기술 팀 부사장

이러한 영향력에 점점 더 많은 관심이 쏟아지고 있습니다. 팀켄은 Fast Company에서 2024년 세계에서 가장 혁신적인 기업으로 선정되었고, 2023년 및 2024년에는 Fortune에서 선정한 미국의 가장 혁신적인 기업에 이름을 올렸습니다. 두 매체 모두 사회에 실질적인 기여를 하는 제품 및 프로세스 혁신을 우선시합니다. 팀켄이 이러한 위치에 오른 것은 R&D 전문 기술을 어떻게 활용하여 재생 에너지의 효율성과 지속 가능성을 높일 수 있는지 증명했기 때문입니다. 재생 에너지는 팀켄의 사업 부문에서 가장 큰 비중을 차지하는 단일 최종 시장입니다.

풍력 분야의 제품 및 프로세스 발전

풍력 발전용 터빈의 탑 상단에는 나셀이 자리하고 있습니다. 나셀에는 바람이 불 때 지속적으로 날개를 회전시키고 깨끗한 전력을 생산하는 데 도움이 되는 구성품이 포함되어 있습니다. 가장 중요한 부품은 회전하는 날개와 로터의 엄청난 추력과 하중을 견디는 주축 베어링입니다.

터빈이 커지면서 베어링도 함께 커졌습니다. 이로 인해 직경이 최대 4m(13피트)에 달하는 효율적이고도 내마모성이 긴 베어링을 설계하려면 상당한 어려움이 따릅니다.

팀켄의 엔지니어 팀에서는 부하를 효과적으로 분산하기 위해 주축을 따라 일정 거리만큼 분리된 초대형 베어링 두 개를 사용하는 솔루션을 개발했습니다. 이 솔루션은 터빈의 운영 효율성을 개선하면서 전체 사용 수명 동안 터빈을 지원할 수 있도록 설계되었습니다. 베어링을 교체할 필요성이 줄어들기 때문에 제조에 필요한 자재와 에너지도 줄어듭니다.

팀켄의 베어링 포트폴리오 R&D 총괄인 Ryan Evans에 따르면 제품 설계는 풍력 에너지의 지속 가능성을 한층 더 높이는 요소 중 하나일 뿐이라고 합니다. 팀켄은 초대형 보어 베어링의 열처리 공정을 더욱 지속 가능한 방식으로 혁신했습니다. 이 공정은 전기를 사용하되 베어링의 골이 경화되는 동안에만 ‘켜짐’ 상태가 됩니다. 따라서 열 전기로를 항시 유지할 필요가 없으며 부품의 중요한 표면만 적절하게 처리하면 됩니다. 이러한 공정 혁신은 기존의 탄화수소 가열 전기로를 사용하는 열처리에 비해 훨씬 적은 에너지를 사용하고 탄소배출량을 크게 줄입니다.

Evans에 따르면 “팀켄은 금속공학, 자재, 제조 공정 분야에서 방대한 지식을 보유하고 있습니다. 하지만 늘 기존의 한계를 뛰어넘으려 노력하며 현재 잘 모르는 분야의 부품을 연구하려 합니다. 이러한 발견은 스마트하고 에너지 효율적인 제조 방식을 통한 환경 보존 같은 중대한 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.”

팀켄은 구성품이 베어링 생산 및 풍력 터빈 작동 양쪽 모두에 대한 요구 사항에 부합할 수 있도록 TMS-25라는 맞춤형 합금강도 개발했습니다. 가능한 경우, 이 합금은 재활용 강철에서 원료를 수급하여 지속 가능성을 한층 더 높입니다.

태양광 에너지 분야에서 팀켄은 태양광 에너지를 매시간 추적 및 집열하여 전기로 전환하는 고급 트래커 시스템용 정밀 모션 제어 솔루션의 선도기업이 되었습니다.

팀켄의 자회사인 Cone Drive는 미국, 아랍에미리트, 남아프리카, 중국에서 세계 최대 규모의 유틸리티 스케일 태양광 발전소에 장착되는 혁신적인 고정밀 드라이브를 제공하고 있습니다.

이 자회사의 드라이브 전문가들은 최근에호주에서 두 번째로 큰 광전지(PV) 태양광 추적 시스템 프로젝트를 위한 맞춤형 솔루션을 제작했습니다. Cone Drive의 엔지니어 팀은 이 프로젝트의 태양광 트래커 제조사와 협업하여 강풍으로 인한 과도한 진동에도 견딜 수 있는 멀티포인트 선회 드라이브를 개발했습니다.

이러한 특징은 현재 뉴사우스웨일즈 주의 극심한 바람이 부는 산악 지역에 건설 중인 태양광 발전소에서 특히 중요합니다. 선회 드라이브는 바람으로 인한 전단, 휘어짐, 비틀림 응력을 능숙하게 조절하여 구조적 손상과 조기 장비 고장을 방지합니다.

Evans에 따르면 “팀켄의 R&D 팀에서는 지속 가능성이 사회적 우선순위가 되기 전부터 중요하게 여겨왔고 앞으로도 그럴 것입니다. 우리는 성숙한 기술 역량을 갖춘 성숙한 회사이며 이 강력한 기반을 통해 새로운 도전에 대응할 수 있습니다. 글로벌 기술 리더로서 팀켄이 하고 있는 투자는 고객과 전 세계가 미래에 성공을 거두는 데 일조할 것입니다.”

팀켄은 해양 에너지 발전에서 차량 및 항공기의 전기화에 이르는 지속 가능한 베어링 및 산업용 모션 솔루션을 설계하여 전 세계의 천연 자원 보존을 선도하고 있습니다.

Published: 2024/07/24