온세미의 하이브리드 전력 통합 모듈(PIM)이 시능전기의 차세대 에너지저장장치(ESS)와 태양광 인버터에 적용된다. 전력 변환 효율과 열 관리 성능을 높여, 같은 설치 조건에서 더 높은 출력과 전력 밀도를 구현하는 것이 이번 적용의 핵심이다.

온세미는 4월 1일 자사 PIM이 시능전기의 430kW 액체 냉각 스트링 ESS와 320kW 유틸리티급 태양광 인버터 플랫폼에 탑재된다고 발표했다. 재생에너지 설비에서 효율과 장기 신뢰성이 중요한 평가 요소로 꼽히는 만큼, 이번 협력은 대형 전력 변환 장비의 성능 개선에 초점이 맞춰졌다.

적용된 모듈은 온세미의 필드 스톱 7(FS7) 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)와 EliteSiC 다이오드를 결합한 Si·SiC 하이브리드 구조다. 온세미에 따르면 새 모듈은 이전 세대와 같은 폼팩터에서 전력 밀도를 32% 높이고 효율은 최대 0.1% 개선했다. 이를 바탕으로 태양광 인버터의 총 시스템 출력은 기존 320kW에서 최대 350kW까지 확대할 수 있다.

성능 개선의 배경에는 손실과 발열 저감이 있다. 이 모듈은 이전 세대 대비 전력 손실을 최대 8%, 스위칭 손실을 10% 줄이도록 설계됐으며, DBC 기판과 베이스플레이트 구조를 개선해 히트싱크 열 저항도 9.3% 낮췄다. 전력 반도체에서 손실과 열은 시스템 효율과 장비 수명에 직접 영향을 주는 요소다.

ESS에서도 시스템 단위의 개선 효과가 제시됐다. 시능전기의 430kW 스트링 ESS 기준으로는 벤치마크 테스트에서 왕복 효율(RTE)이 0.75% 높아졌고, 보조 전력 소비는 5% 줄었다. 전력 밀도가 높아지면서 필요한 모듈 수를 줄일 수 있어 부품 비용 절감 효과도 기대된다고 회사 측은 설명했다. 고부하 환경에서 구동 온도를 낮춰 신뢰성을 높이는 점도 특징으로 제시됐다.

재생에너지 설비 운영자 입장에서는 제한된 공간 안에서 더 많은 전력을 처리하고 운영 비용을 낮추는 것이 중요하다. 이번 적용은 설비 크기를 크게 바꾸지 않으면서 출력과 효율을 끌어올리는 방향의 기술 적용이라는 점에서 의미가 있다. 태양광 인버터와 ESS 시장이 확대되는 가운데, 전력 반도체 모듈의 성능 경쟁이 시스템 전체의 경제성과 안정성에 미치는 영향도 더욱 커질 것으로 보인다.