에너지 수요 느는데 공급 불안정 가능성 크다
제품의 에너지 효율 높일 미터링 솔루션 필요
아나로그월드, 사용 간편한 ADI 솔루션 공급 중


국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2021년 전 세계 에너지 수요는 2020년 대비 4.6% 증가할 전망이다. 이는 2019년보다 0.5% 증가한 수치로, 에너지 수요가 코로나19 이전으로 돌아가고 있다는 것을 의미한다.

하지만 5월까지 전 세계 코로나19 백신 접종률은 6% 미만에 머물고 있고, 베트남 등에서 변이 바이러스가 확산하며 올해 내로 완전 종식은 어려워 보인다. 에너지 산업은 비대면 업무로 대체할 수 없는 대면 업무가 많아 현재처럼 인력 운용 어려움이 지속되면 원활한 에너지 공급도 어려울 전망이다.

빈번해진 이상 기후에 환경에 대한 걱정도 커지고 있다. 에너지 업계는 화력 발전 대체 방안에 고심 중이며, 자동차 업계는 내연기관차에서 전기차로의 전환을 서두르고 있다. 문제는 친환경 발전 방식 대부분이 화력 발전의 효율을 넘지 못한다는 것과, 전기차 주행거리가 들어가는 에너지에 비해 너무 짧다는 것이다.

에너지 공급 불안정 가능성과 수요 증가 가능성이 상존하는 가운데, 에너지 효율은 무엇보다 중요한 가치가 되어가고 있다. 에너지 효율을 높이기 위해서는 얼마큼의 에너지를 사용하고 있는지 정확하게 파악하는 기술이 필요하다.

아나로그월드의 이승규 부장에게 에너지 효율을 높이는 데 필요한 에너지 미터링 솔루션과, 이를 실제 애플리케이션에 적용할 때 엔지니어들이 겪는 어려움, 그리고 그런 어려움을 해결하는 방안 등에 대해 물었다.



Q. 최근 에너지 미터링 솔루션의 수요가 증가하는 이유는 무엇인지?

A. 팬데믹에 비대면 기조가 확산하고, 재택 근무와 원격 교육이 활성화하면서 데이터센터가 처리해야 할 데이터양이 폭발적으로 늘었습니다. 또한, 활발해진 전기차 보급에 충전 수요도 올라가고 있으며, 스마트홈 대중화, 스마트빌딩과 스마트팩토리 증가로 에너지 사용량이 늘어나고 있습니다.

원활한 에너지 수요/공급 유지를 위해선 전력 사용량을 늘 모니터링해야 하기에 에너지 미터링 솔루션 수요가 늘고 있으며, 응용 분야도 늘어나는 추세입니다.



Q. 에너지 미터링이 활용되는 애플리케이션으로는 어떤 것들이 있는지?

A. 완속 전기차 충전기, 전력량계, 전력측정기, 데이터센터 전력 모니터링 시스템, 가로등 제어기, 보안등 제어기, 스마트플러그 등이 있습니다.



Q. 에너지 미터링 기능 구현 시 개발자가 가장 어려움을 겪는 부분은?

A. 전압 및 전류 센서의 설계, 적산(積算) 전력량 계산, 하모닉 분석, THD(Total Hamonic Distortion) 기능 구현, 보정(calibration) 등이 있습니다.



Q. 아나로그디바이스(ADI)가 제공하는 에너지 미터링 솔루션 제품군은?

A. 현재 ADI는 ‘ADE7953’ 단상 에너지 미터링 솔루션, ‘ADE9000, ADE7878A’ 3상 에너지 미터링 솔루션, ‘ADE7880’ 3상 하모닉 모니터링 솔루션 등은 물론, 절연기(Isolator)를 포함한 제품과 원칩 솔루션 등을 공급하고 있습니다.



Q. ADI 에너지 미터링 솔루션 평가 보드에 관해 소개해주십시오.

A. ADI와 아나로그월드는 ADI 에너지 미터링 IC 제품 중 특별히 단상(ADE7953)과 3상(ADE9000)의 성능을 검증할 수 있도록 2개의 칩이 하나의 보드에 통합된 형태의 평가 보드들을 공급하고 있습니다. 개발환경이 윈도 GUI 기반이라 직관적인 제어가 가능합니다. 또한 양사는 평가 보드의 회로도를 제공하고 있으며, 설계에 관한 상담과 소프트웨어 지원 또한 제공하고 있습니다.



Q. 평가 보드가 지원하는 기능들은 무엇이며, 강조하고 싶은 기능들은?

A. ADI 에너지 미터링 IC 평가 보드는 전압, 전류, 역률, 유효/무효전력, 피상전력 등의 순시 값을 기본적으로 제공합니다. 전력 품질과 관련된 THD, 부호 변화점(Zero-crossing), 선 주파수(Line Frequency), 딥(Dip), 스웰(Swell), 위상 각 검출 기능과 누적 유효전력량을 제공합니다.

특히 ADE9000 3상 에너지 미터링 솔루션은 파형 버퍼(Waveform Buffer) 기능을 지원합니다. 전력의 원래 신호를 MCU가 획득한 후, FFT 기능 등을 수행하여 하모닉 성분 중 원하는 차수의 신호만 얻어내어 전력 품질 등을 분석할 수 있도록 지원하는 기능입니다. 이를 서버로 전달해 그래프를 그릴 수도 있습니다.



Q. 에너지 미터링 솔루션 시장에서 ADI와 아나로그월드의 목표는?

A. 아나로그월드는 ADI의 다양한 에너지 미터링 솔루션을 공급하며 국내 전력 시장 안정화에 기여하고 있습니다. 앞으로도 양사는 다양한 프로젝트를 공동진행해 더욱더 안정적인 에너지 미터링 솔루션을 설계하고 공급할 방침입니다.