[L1] 1 동력의 개요 [L2] 1) 동력의 정의 [L4] - 동력은 단위 시간당 수행하는 일의 양()을 의미하며, 기계 시스템의 '작업 속도'를 결정함. [L4] - 공학적 설계에서 동력은 단순히 힘의 크기가 아니라, 부하를 얼마나 빨리 처리할 수 있는지를 나타내는 생산성 지표임. [L5] * kW (Kilowatt): SI 국제 표준 단위로, 1 kW = 1,000 J/s [L5] * HP (Horsepower): 영미권에서 주로 사용되는 단위로, (Imperial HP 기준)임. [L2] 2) 동력 수준별 산업 기기 매칭 테이블 [L1] 2 동력 수준에 따른 공학적 특성 변화 [L2] 1) 효율과 열관리 [L4] - 100 kW 이하에서는 공랭식(Air-cooled) 냉각이 가능하나, 100 kW를 초과하는 시점부터는 에너지 밀도가 급증하여 수냉식(Water-cooled) 및 복합 열관리 시스템이 필수적임. [L4] - 동력이 커질수록 기계적 마찰 손실에 비해 유체 유동 손실 및 열 손실의 비중이 커지므로, 고효율 열교환기 설계가 전체 성능을 좌우함. [L2] 2) 에너지 소모와 운영 비용 (The Machine Economist) [L4] - kW당 연료 소비율 (BSFC) : 대형 엔진일수록 실린더 체적당 효율이 좋아져 단위 동력당 연료 소모가 상대적으로 낮아지는 '규모의 경제'가 발생함. [L5] * 20t급 굴착기(약 120 kW)의 시간당 연료비와 40t급(약 250 kW)의 연료비는 정확히 2배가 아니라, 효율 개선을 통해 약 1.7~1.8배 수준에서 관리됨. [L1] 3 동력 수치 확인 주요점 [L2] 1) 과사양 (Over-spec) 방지 [L4] - 현장의 작업 부하 대비 너무 높은 마력의 장비는 초기 도입가(CAPEX)뿐만 아니라, 저부하 운전에 따른 연료 효율 저하 및 후처리 장치(DPF) 막힘 문제를 유발함. [L4] - 작업량 데이터를 기반으로 필요한 순동력(Net Power)을 산출하고, 이에 맞는 엔진 사양을 매칭하는 것이 TCO 최적화의 핵심임. [L2] 2) 전동화 전환 시 주요점 [L4] - 전기 모터는 저속에서 최대 토크를 내기 때문에, 동일한 작업 능력을 발휘하는 데 있어 내연기관 마력 수치보다 약 20~30% 낮은 kW급 모터로도 대체가 가능함. [L5] * 내연기관 100 HP 장비를 전기식으로 바꿀 때 단순히 75 kW 모터를 넣는 것이 아니라, 토크 곡선을 분석하여 50~60 kW급으로 다운사이징하는 설계가 경제적임. [L2] 참고) 관련 출처 (References) [L4] - ISO 80000-4:2019 (Quantities and units — Part 4: Mechanics). [L4] - SAE J1349 (Engine Power Test Code - Spark Ignition and Compression Ignition - Net Power Rating). [L4] - Caterpillar Performance Handbook (Edition 49: Machine Power Ratings). [L4] - IEA Electricity 2026 Analysis and Forecasts. [L4] - 한국건설기계기술사회 (건설기계 동력계통 설계 지침).