온세미, 하이브리드 모듈로 태양광·ESS 효율 극대화-아이씨엔매거진

EliteSiC 기반 전력 밀도 32% 향상… 시스템 출력과 운영 신뢰성 동시 확보

온세미(Onsemi)가 자사의 하이브리드 전력 통합 모듈(PIM)을 시능전기(Sineng Electric)의 차세대 430kW 액체 냉각 스트링 에너지 저장 시스템(ESS)과 320kW 유틸리티급 태양광 인버터에 공급한다. 이번 협력은 고성능 전력 반도체 기술로 재생에너지 그리드의 안정성을 높이고 운영 비용을 절감하는 데 목적이 있다.

FS7 IGBT와 EliteSiC 결합으로 전력 밀도 32% 향상

시능전기 신규 플랫폼에는 온세미의 필드 스톱 7(FS7) IGBT와 EliteSiC 다이오드가 결합된 F5BP 패키지 하이브리드 PIM이 적용되었다. 이 모듈은 이전 제품과 동일한 크기를 유지하면서도 전력 밀도를 32% 향상시켰다. 시스템 효율은 0.1% 개선되었다. 이를 통해 태양광 인버터의 총 출력을 기존 320kW에서 최대 350kW까지 확대할 수 있는 기반을 마련했다.

F5BP PIM은 첨단 DBC 기판 설계를 통해 기생 인덕턴스를 최소화했다. 방열판 열 저항은 9.3% 낮아졌다. 우수한 열 관리 성능과 스위칭 손실 감소를 바탕으로 동일 무게에서 높은 시스템 출력을 구현한다. 유틸리티급 운영자는 동일 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있다.

에너지 저장 시스템 운영 효율 개선 및 비용 절감

온세미의 하이브리드 PIM은 시능전기의 430kW 스트링 ESS 성능도 개선했다. 벤치마크 테스트 결과 시스템 전체의 왕복 효율(RTE)이 0.75% 향상되었다. 보조 전력 소비는 5% 감소했다. 이는 총 운영 비용을 절감하는 결과로 이어진다.

시능전기는 온세미 모듈 도입으로 시스템 정격 출력 향상과 변환 효율 확보라는 과제를 해결했다. 제품 개발 비용의 실질적인 절감은 물론 안정적인 재생에너지 그리드 구현이 가능해졌다. 온세미는 설치 면적을 늘리지 않고도 높은 변환 효율을 제공하는 전력 솔루션을 지속적으로 선보일 계획이다.

[용어 해설 (Glossary)]

PIM (Power Integrated Module): 여러 개의 전력 반도체 소자를 하나의 패키지에 통합하여 효율과 신뢰성을 높인 모듈이다.
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor): 절연 게이트 양극성 트랜지스터로 전력 변환 장치에서 고속 스위칭 역할을 수행하는 핵심 소자다.
SiC (Silicon Carbide): 실리콘 카바이드 소재의 차세대 전력 반도체로 기존 실리콘 대비 고온 및 고전압 환경에서 효율이 뛰어나다.
ESS (Energy Storage System): 태양광이나 풍력으로 생산된 전기를 저장했다가 필요할 때 사용할 수 있도록 하는 에너지 저장 장치다.
RTE (Round Trip Efficiency): 에너지 저장 장치에 충전한 전력량 대비 실제로 방전해 사용할 수 있는 전력량의 비율을 의미한다.