산업과 제품 개발에서 전기화(Electrification)가 필연적인 추세로 떠오른 가운데 지속가능한 에너지 전환 달성을 위해 반도체 기술력이 이를 뒷받침하고 있다.

텍사스인스트루먼트(TI)가 30일 온라인 미디어 브리핑을 열고 에너지 전환의 핵심 당면 과제와 트렌드 및 에너지 상호운용성의 중요성에 대해 발표했다.

TI는 다수 국가에서 10년 내 태양광 에너지가 가장 큰 에너지 공급원이 될 것으로 전망하며 에너지의 생성·소비·저장 방법의 패러다임이 변화하는 ‘에너지 전환’을 겪고 있다고 설명했다.

 

매튜 시옹(Matt Xiong) TI 배터리 관리 시스템 제품 라인 매니저는 이날 발표에서 “TI의 다양한 기술이 에너지 전환을 지원하고 있으며, △고전압 전력 변환 △전류 및 전압 감지 △엣지 프로세싱 △배터리 관리 4가지 측면의 반도체 혁신이 이러한 지속가능한 미래를 만드는 데 도움을 주고 있다”고 강조했다.

TI는 특히 이날 ESS, 전기차, 무선충전 등에서 배터리 효율성을 증가시키는 정확한 모니터링 솔루션과 엣지 인텔리전스 해법을 제시했다.

ESS에 흔히 사용되는 리튬 이온 배터리는 과충전에 취약하며 과열로 인한 손상을 방지하기 위해 더욱 정확하게 계측·센싱할 수 있는 모니터링이 중요하다. TI 센서 및 MCU 기반 모니터링 솔루션은 충전 수준과 속도, 배터리 온도 등을 정확하게 관측해 배터리 셀의 효율과 용량을 극대화하고 사용자 안정성과 제품 신뢰성을 높이는 데 힘을 보탤 수 있다.

또한 엣지에서의 인텔리전스는 홈 에너지 생태계와 연결돼 가정 내 태양광 에너지 패널, ESS, 전기차 충전, 전력망 등과의 커넥티비티를 최대한 활용해 전력 효율성을 실현할 수 있다. 이는 국내에선 '스마트 그리드(Smart Grid)'라고 칭하며 차세대 전력망으로 떠오르고 있는 기술이다.

TI의 설명대로라면 예컨대 향후 가정 내 태양광 패널이 생산한 전기가 소비하는 전기보다 많은 경우엔 가정 내 ESS에 저장될 뿐만 아니라 전기차 배터리로도 적시 충전이 가능하며, 전력망에 판매도 가능하다. 

반대로 날이 흐린 날엔 양방향 스마트 스위치 기술을 통해 전력망에서 가정으로 전기가 공급되도록 관리하며, 시시각각 변하는 에너지 가격부터 그리드 용량, 차량 사용패턴, 날씨 예측 등의 데이터를 수집 학습하며 이를 고려한 최소한의 비용의 최대한의 에너지 활용이 가능하도록 홈·그리드 인텔리전스를 구현하게 될 것이다.

TI는 전체적으로 인텔리전스가 에너지 효율성 측면에서 많은 변화를 가져올 수 있으며, 인터커넥티비티는 고전압 에너지 변환 분야서 강조되고 있는 상황이라고 설명했다. 엣지 프로세싱을 이용해 데이터 수집이 점차 중요해지고 있으며, 발전량에 대한 정보를 저장하고 이를 예측하는 데 사용하는 등 엣지 데이터의 활용 가치가 높은 것으로 전해졌다.

매튜 시옹 매니저는 “배터리에서 AI가 사용되는 영역은 특히 데이터 분석에서 많이 활용된다”며 “TI와 더불어 고객사에서도 BMS에서 수집된 데이터를 서버로 보내 배터리 충전-방전 데이터를 분석해 더욱 안전한 배터리 충전을 만들기 위한 작업을 하고 있다”고 AI의 활용 사례를 언급했다.

이외에도 TI는 GaN 반도체를 이용해 저손실 고속 스위칭을 이점으로 배터리 내부와 주변의 많은 구성요소에 추가적인 성능과 효율성을 제공한다. 또한 하드웨어 및 소프트웨어 표준 개발에 맞춰 표준 기반 툴을 제공해 전기차 충전기 제조업체에 제품 설계와 개발 기간 간소화를 지원하고 있다.