태양광 패널은 주로 사람들이 집에 없는 낮에 가장 많은 전기를 생산하고, 사람들이 집에 돌아올 때는 해가 지기 시작한다. 이러한 수요와 공급의 불일치는 태양 에너지의 근본적인 문제이며, 풍력과 같은 다른 재생 가능 에너지도 비슷한 상황에 직면한다. 문제는 에너지 손실을 줄이면서 어떻게 더 높은 성능을 얻을 수 있는가 하는 것이다. 배터리의 에너지 저장 효율을 높이고 태양과 풍력 에너지의 수요와 실제 공급의 균형을 이루는 전체 시스템을 최적화하여 이러한 문제를 해결하려면 반도체 기반의 기술 솔루션이 필요하다.

신재생 에너지의 발전 효율을 높이는 것은 탄소 배출을 줄이고 전체 에너지 효율을 증가시키려는 글로벌 계획에서 가장 중요한 과제이다. 특히 풍력과 태양 에너지는 기후 보호를 위한 노력에 많은 부분을 차지한다. 두 자원 모두 자연적으로 재생 가능하고 무제한 공급이 가능하므로 전 세계적으로 증가하는 수요를 만족하면서 동시에 탄소 배출을 줄이는 데 도움을 줄 수 있다.

최근 태양, 풍력 및 기타 신재생 에너지가 크게 증가했다. 한편, 신재생 에너지는 화석 연료와 비용이 같아지는 지점에 도달했으며, 이는 녹색 지구로 가려는 야심찬 시도에 중요한 역할을 하고 있다. 처음부터 반도체는 신재생 에너지의 효율을 지속적으로 높여 상업적으로 수익을 발생시키는 데 필수적이었다. 그리고 신재생 에너지는 전기적 이동수단의 탄소배출 제로 목표에 있어 중요한 요소다.
  풍력 터빈에서 전력 반도체는 전기를 변환하고 발전기를 그리드에 연결한다. 풍력 터빈의 풍력 발전 컨버터는 전력을 전달하는 외에도 여러 가지 필수적인 기능을 제어하므로 최고 품질의 전력 반도체가 필요하다. 풍력 터빈 설계는 그리드 안전성을 보장할 수 있도록 최대 가용성을 제공해야 한다. 따라서 그리드 안정성은 동적 성능, 탁월한 기능 및 우수한 신뢰성을 제공하는 전력 반도체 소자에 의존한다.

인피니언의 전력 모듈 PrimePACKTM은 효율적인 풍력 발전이 이루어지는 동안 풍력 터빈 엔진실에서 다양한 활동을 지원한다. 발전된 전기를 그리드에 공급하고, 그리드 안전성을 보장하며, 풍력 터빈과 회전자 블레이드를 바람에 맞춰 정렬하고, 과열 또는 결빙으로부터 풍력 터빈을 보호하고, 비상시 풍력 터빈을 정지시킨다.

.XT 인터커넥션 기술이 적용된 1700V의 PrimePACK™ IGBT5는 업계 최고 전력 순환 성능으로 보다 긴 수명을 달성하므로 향후 풍력 시장을 선도할 제품이다. PrimePACK™ 3+는 풍력 애플리케이션에 이상적인 첨단 전력 모듈 패키지이다. PrimePACK™ 3+ 하우징은 풍력 발전 컨버터를 위한 EiceDRIVER™ 절연 게이트 드라이버와 함께 허용 전류를 증가시킨다. IGBT5 .XT 외에도, 풍력 발전 컨버터를 위한 EiceDRIVER™ 절연 게이트 드라이버와 함께 IGBT4 칩 기술을 채택한 EconoDUAL™ 및 EconoPACK™도 있다.
 
태양광 발전 시스템은 단일 가정에서부터 플랜트 수준에 이르기까지 모듈식으로 발전 장치를 설치한다. 그러나 풍력과 마찬가지로 태양 에너지의 사용은 공급과 수요의 균형을 맞춰야 하는 주요 과제가 있다. 기상 조건에 따라 태양광(PV) 모듈이 공급하는 전력은 심하게 변동하기 때문에 반도체 기술을 이용한 태양광 패널과 에너지 저장 시스템의 효율적인 결합은 공급과 수요를 일치시키는 효과적인 방법의 하나다.

또 다른 기술적인 과제는 태양광 모듈이 직류(DC)의 형태로 전력을 공급하기 때문에 전력을 그리드에 공급하고 사용하거나 사용 지점으로 전송하기 전에 교류(AC)로 변환해야 한다는 점이다. 전력 반도체와 태양광 인버터 기술은 DC를 AC로 변환하고, 최소한의 손실로 전력을 전송해야 한다.

인버터가 사용되는 정확한 지점(PV 셀 또는 배터리 등)에 따라 이러한 인버터는 마이크로 인버터, 전력 최적화 장치, 스트링 인버터 또는 중앙 인버터로 분류된다. 예를 들어 배터리는 충전을 위해 일정한 전압 레벨을 필요로 하는데, 이는 태양광 모듈의 전압을 에너지 손실 없이 낮추거나 높여야 한다는 것을 의미한다. 이 경우 특수 마이크로칩이 스위치처럼 작동하여 배터리에 정확한 전압을 제공한다.

인피니언 포트폴리오는 가정용의 몇 와트 및 킬로와트에서 상업용 및 유틸리티 규모 시장의 수 메가와트에 이르는 광범위한 인버터로 구성된다. 여기에는 업계 최고의 디스크리트 OptiMOS™, CoolMOS™ , CoolSiC™ MOSFET 및 IGBT를 비롯하여 고집적 3레벨 Easy 1B/2B 모듈, 기능적으로 통합된 EiceDRIVER™ 게이트 드라이버 IC와 XMC™ 마이크로컨트롤러가 포함된다. 인피니언은 포괄적인 애플리케이션 전문지식을 바탕으로 최고의 전력 밀도 수준과 업계 최고 효율을 달성하는 칩 조합을 제공한다.

자세한 내용은 https://www.infineon.com/cms/en/about-infineon/energy-efficiency-technologies/ 에서 확인 할 수 있다.

※ 글
인피니언 테크놀로지스 코리아(Infineon Technologies)