
Sarah Rogers/MIT Technology Review | Getty Images
How solid-state transformers could help power the AI boom
AI 전력 폭증의 새 대안, 왜 ‘반도체 변압기’인가
반도체 변압기는 전력 손실을 줄이는 것은 물론, 약 100년간 큰 변화가 없었던 전력망의 핵심 설비까지 바꿔놓을 가능성이 있다.
평소에는 눈에 잘 띄지 않지만 전력망에서 없어서는 안 될 핵심 설비가 있다면 바로 변압기일 것이다. 변압기는 전기를 먼 거리까지 효율적으로 보내는 데 필수적이지만, 구조가 복잡하고 공급도 부족한 상황이다. 기본적인 설계 방식이 약 100년 동안 크게 달라지지 않았다는 점에서 기술 개선의 여지도 크다.
전기차와 데이터센터 등의 확산으로 전력 수요가 급증하면서 연구자들과 기업들은 변압기 기술을 개선하는 데 주목하고 있다. 특히 반도체를 활용한 새로운 형태의 변압기가 공급 부족 문제를 완화하고, 전력망이 늘어나는 수요를 감당하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
기존 변압기는 전기회로 사이에서 전력을 전달하기 위해 많은 양의 특수 합금강과 수 킬로미터에 달하는 구리선을 사용한다. 반면 ‘반도체 변압기 SST(solid-state transformer)’는 자기장을 이용하는 부품에 고출력 전력반도체를 결합한 장치다. 이 방식을 통해 기존 변압기보다 크기를 줄일 수 있을 뿐 아니라 전기의 흐름도 더 정밀하게 제어할 수 있다.
SST는 아직 개발 단계에 있어 기존 변압기를 모두 대체할 수는 없다. 특히 장거리 송전에 필요한 높은 전압을 처리하는 대형 변압기는 현재 기술로 대체하기 어렵다. 그럼에도 SST는 미래 전력망에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.