더욱 지속가능한 에너지 생태계 구축
TI는 최근 화석 연료에서 재생 에너지로 이어지는 에너지 전환의 핵심 당면 과제들과 트렌드 및 에너지 상호운용성의 중요성을 소개하고, 이러한 전환 가운데 TI 기술의 역할에 대해 설명하는 미디어 브리핑을 개최했다.
태양 에너지와 고전압 배터리는 한 때 집과 자동차에 전력을 공급하는 방식과는 거리가 멀었다. 하지만 오늘날 이러한 기술은 그 어느 때보다 널리 보급되고 있으며 더 스마트하고 효율적으로 변하고 있다.
매튜 시옹 (Matt Xiong) TI 배터리 관리 시스템 (BMS) 제품 라인 매니저는 “햇빛이 없을 때에도 에너지 수요는 많다”고 말했다. 필요한 때에 사용하기 위해 배터리에 태양광 및 기타 유형의 재생 에너지를 저장하려는 수요가 상당하다는 것이다. 하지만 에너지 저장 시스템(ESS)에서 흔히 사용되는 리튬 이온 배터리는 과충전에 취약하여 과열로 인한 손상과 안전 위험으로 이어질 수 있다.
헨릭 마네손(Henrik Mannesson) TI의 그리드 인프라 담당 총괄 매니저는 "약 10년 내에 태양광 에너지는 전 세계 많은 곳에서 가장 큰 에너지 공급원이 될 것"이라며, "우리는 지금 에너지를 생성하고, 소비하며, 저장하는 방법을 완전히 바꾸어 주는 에너지 전환 (Energy transition)을 거치고 있다"고 말했다.
캐넌 사운다라판디안(Kannan Soundarapandian) TI 고전압 제품 부문 부사장 겸 총괄 매니저는 "새로운 기술을 통해 지속 가능한 방식으로 더 낮은 비용으로 더 많은 에너지를 얻을 수 있게 하는 동시에 이러한 기술을 더욱 안정적이고 안전하게 하기 위해 노력하고 있다"고 말했다.
다음은 기술 혁신이 에너지 생태계를 구축하는 데 도움을 주고 있는 다섯 가지 방법이다.
1. 안전하고 효율적인 태양광 에너지 활용
캐넌 매니저는 “지구는 햇빛을 통해 모든 평방 미터 당 평균적으로 약 1KW의 전력을 얻는다”며, “우리는 그 에너지를 더욱 자세히 들여다볼 필요가 있다. 이러한 에너지를 효율적으로 추출하려면 태양광 패널 내부와 주변에 새로운 고전압 기술이 필요하다"고 말했다.
태양광 패널에서 획득한 DC 전원을 가정집에서 사용하는 AC 전원으로 변환하는 질화 갈륨(GaN) FET와 같은 TI의 첨단 기술을 사용하면 패널 자체에 직접 장착하거나 근처에 장착할 수 있을 정도로 작고 저렴한 마이크로 인버터 설계를 구현할 수 있다.
2. 더욱 빠르고 안정적인 전기차 충전 구현
헨릭 매니저는 "더 많은 충전소가 필요하며, 이런 충전소들은 차량을 더 빠르고, 안전하고, 안정적으로 충전할 수 있어야 한다"며, "전기차 충전기의 접근성을 높이는 트렌드 중 하나는 더 다양한 차량을 다양한 충전소에 연결할 수 있도록 지원하는 하드웨어 및 소프트웨어 표준의 개발이다. 예를 들어 TI는 이미 차량과 충전기 제조업체에 새로운 충전 표준에 맞는 설계를 간소화하는 툴을 제공하고 있다"고 말했다.
TI는 또한 AM625 프로세서와 CC3301 Wi-Fi ® 컴패니언 IC를 통해 충전 프로세스에 인텔리전스를 추가하는 데 도움을 주고 있다. 헨릭은 "전기차가 충전기와 통신하게 되면서 충전기는 차량의 충전량과 함께 향후 몇 시간 동안 얼마만큼의 충전량이 필요한지 파악할 수 있게 될 것"이라고 말했다.
3. 필요한 시간과 장소에 맞춰 사용할 수 있도록 에너지 저장
매튜 매니저는 "각 배터리 셀의 효율과 용량을 극대화하는 것이 과제"라며, "핵심은 충전 수준, 충전 속도 및 배터리의 온도를 정확하고 지능적으로 모니터링하는 것이다. 무엇이 들어오고 나가는지 효율적으로 추적하는 것은 매우 중요하다. 더 정확하게 측정할수록 배터리 용량을 더 많이, 안전하게 이끌어낼 수 있다"고 말했다.
TI는 업계 최고의 센서 기술과 마이크로컨트롤러를 기반으로 하는 모니터링 솔루션을 보유하고 있다. 또, GaN 반도체는 더 빠르고 손실이 적은 스위칭을 제공하여 배터리 내부와 주변의 많은 구성 요소에 추가적인 성능과 효율성을 제공한다.
4. 홈 에너지 (home energy) 생태계를 지능적으로 제어
더 나은 전기차 충전과 태양광 에너지 및 저장 시스템은 에너지 전환 또는 더욱 재생 가능한 에너지원으로의 전환에 필수적이지만, 가장 큰 이점은 이 세 가지를 모두 지능적 제어 아래에 통합할 때 얻을 수 있다.
캐넌 매니저는 “현재 우리가 하는 에너지로 하고 있는 일들은 홈 네트워크의 데이터를 통해서도 동일하게 수행할 수 있다”며 "최소한의 비용으로 가정집의 요구사항에 맞춰 에너지를 안전하고 효율적으로 생산, 전달, 저장 및 소비할 수 있다는 것이다. 개별 구성 요소들은 가정용 모두 홈 에너지 생태계 내에서 연결되어야 한다. 여러분의 전기차 또한 이 생태계의 일부가 될 수 있다. 전기차는 이제는 단순한 차량을 넘어 100kWh에 달하는 용량을 가진 배터리이기도 하다"고 말했다.
태양광 패널이 집에서 소비하는 전력보다 더 많은 전기를 생산하는 경우, 초과 생산된 전기는 가정의 에너지 저장 시스템뿐만 아니라 전기차의 배터리로 갈 수 있다. 이러한 에너지는 양방향 스마트 스위치 기술을 통해 햇빛이 없는 밤이나 흐린 날씨에 집으로 공급될 수 있다. 시간이 지남에 따라 새로운 표준은 열 펌프를 포함한 다양한 장치와 기기들을 연결하여 에너지 효율성을 더욱 개선해 나갈 것이다.
5. 더욱 동적이고 정교한 에너지 네트워크 구현
TI는 전류 센서, 마이크로컨트롤러, 전력 컨버터 및 고전압 절연 부품을 포함해 많은 기술을 통해 홈 에코 시스템의 개발을 지원하고 있다. 캐넌 매니저는 "이러한 기술들은 유연성, 효율성, 제어를 제공하는 인텔리전스와 연결 계층을 추가한다”며 “이를 통해 생성되거나 저장된 모든 에너지를 줄(joule) 단위까지 최대한으로 활용할 수 있게 된다”고 말했다.
헨릭 매니저는 “통합 및 스마트 제어는 궁극적으로 가정을 넘어 전력망까지 확장되어야 한다”며, "차세대 스마트 전기 계량기는 가정용 태양광 패널에서 에너지를 저장해야 하는 시기, 전기차를 충전해야 하는 시기, 그리고 에너지를 다시 그리드로 판매하는 시기를 결정할 것이다. 그리드의 인텔리전스는 홈 인텔리전스와 함께 작동하여 시시각각 변하는 에너지 가격부터 그리드 용량, 차량 사용 패턴, 날씨 예측에 이르기까지 모든 것을 고려하여 최소한의 비용으로 최대한의 에너지를 활용할 수 있게 할 것”이라고 말했다.
캐넌은 “에너지 네트워크가 점점 정교해지고, 더 많은 애플리케이션이 이를 더욱 잘 활용하게 되면서 인터넷의 발전과 비슷한 양상을 보여주게 될 것”이라며, “원래 인터넷은 컴퓨터를 서로 연결하는 방법이었으나, 오늘날 결국 그 이상의 것이 되었다. 에너지 생태계로 달성할 수 있는 모든 것을 정확하게 예측할 수는 없지만, 인터넷과 마찬가지로 놀라운 결과를 얻게 될 것"이라고 말했다.
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