에너지 저장 시스템 위한 차세대 고효율 전력변환기술 개발 본격화

세미크론 댄포스, 일본 헤드스프링과 ESS에 최적화된 고성능 PCS 솔루션 공동 개발

최근 에너지 저장 시스템(ESS) 보급이 가속화됨에 따라 ESS 애플리케이션에 최적화된 고효율, 고밀도 전력변환 시스템(PCS)의 필요성이 커지고 있다.

이를 해결하기 위해 독일 반도체 기업 세미크론 댄포스(Semikron Danfoss)와 일본의 헤드스프링(Headspring)은 ESS에 최적화된 고성능 PCS 솔루션을 공동 개발하며, 2026년 대량생산을 목표로 협력에 나섰다. 이번 협력을 통해 더 효율적이고 공간을 절약할 수 있는 ESS 솔루션을 제공하는 것이 목표다.

ESS는 재생 가능 에너지 및 전력망의 안정적 공급을 위한 필수 구성 요소로, ESS 시장은 매년 20-30%의 성장률을 보이며 2030년까지 전 세계 400GWh 이상의 저장 시스템 구축이 예상된다. 이는 재생 에너지의 비중이 증가하면서 ESS 솔루션을 통한 전력망 안정화 요구가 더욱 커지고 있기 때문이다.

세미크론 댄포스, 혁신적인 ESS 전력 솔루션 제공
세미크론 댄포스는 ESS 시장에서 강력한 기술력과 혁신을 바탕으로 다양한 전력 솔루션을 개발하고 있다. 특히 ANPC(Active Neutral Point Clamping) 기술을 기반으로 한 ESS용 전력 모듈은 기존의 NPC 및 MLI(다단계 인버터) 기술 대비 전력 손실을 50% 이상 감소시키며 성능을 크게 개선한다.

이와 같은 ANPC 기술은 높은 효율을 제공하며, PCB에 장착 가능한 표준 하우징으로 제공되어 재료와 조립 비용을 절감, 대량생산에 최적화된 것이 특징이다. 또한 세미크론 댄포스의 SEMITOP E2 플랫폼은 우수한 열 성능을 제공하여 ESS용 PCS의 소형화와 고용량화를 가능하게 한다.

헤드스프링, 고속 실시간 제어 기술의 선두주자
헤드스프링은 전력 전자 애플리케이션에서 필수적인 고속 실시간 제어 기술을 제공하는 데 강점을 가지고 있다. 헤드스프링의 컨트롤러는 상용 마이크로컨트롤러와 FPGA를 결합하여 전력 전자 장치의 특수한 요구 사항에 맞춘 유연한 프로그래밍을 가능하게 한다.

일본 정부가 적극 추진하고 있는 전략적 혁신 창출 프로그램(SIP) ‘사물 인터넷(IoT) 사회를 위한 에너지 시스템’에 참여한 헤드스프링은 고속 다중 코어 CPU, 고성능 FPGA, 고속 AD 변환기를 통합한 초고속 컨트롤러를 개발했다. 이를 통해 약 1,000배 더 빠른 50MHz 피드백 제어 성능을 실현하며 전력 전자 제어의 속도와 정확도를 크게 향상시켰다.

협력 내용 및 기대 효과
세미크론 댄포스와 헤드스프링은 대규모 ESS 애플리케이션을 위한 고효율, 소형화된 PCS 개발을 목표로 협력하고 있다. 세미크론 댄포스는 ANPC 기반 전력 모듈과 드라이브 회로, 냉각장치를 포함한 전력 스택 개발을 담당하고, 헤드스프링은 고속 제어기를 비롯한 주변 회로, 소프트웨어, PCS 통합을 담당할 예정이다.

이 협력을 통해 향후 20피트 컨테이너당 저장 용량을 현재 3.3MWh에서 5MWh로 향상시키는 ESS 전용 PCS 솔루션을 제공하고자 한다. 이번 공동 개발은 ESS 성능 및 효율을 높이는 동시에 재생 에너지 기술의 발전을 촉진하는 주요한 이정표가 될 것이다.

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