ACROFAN

중단 없는 디지털 세상을 위한 전력 보호 인프라, 슈나이더 일렉트릭 ‘Galaxy VX’ UPS

기사입력 : 2020년 08월 24일 11시 15분
ACROFAN=권용만 | yongman.kwon@acrofan.com | SNS

앞으로 펼쳐질 시대로의 변화를 흔히 ‘디지털 변혁’이라 하지만, 이미 우리의 일상은 대부분 디지털 기술을 기반으로 움직이고 있다. 그리고 이 디지털 시대의 모든 단계에서 없어서는 안 될 산소 같은 존재가 ‘전기’이며, 디지털 시대의 기반이 되는 반도체의 생산에서부터 모든 디지털 문명의 유지에 이르기까지 전기 에너지의 안정된 공급 없이는 이루어질 수 없다. 특히, 디지털 시대에 기술은 사람의 생명에까지 영향을 미치고 있으며, 이에 어떠한 이유로 디지털 인프라에 문제가 생겨 서비스가 제대로 제공되지 않을 경우, 우리의 삶은 단순한 불편함이 아니라 일상의 모든 활동이 마비되고 현실에서 큰 손실을 입을 수 있으며, 누군가는 생명의 위협까지도 받게 된다.

안정적인 전기 공급은 디지털 문명에서 생명줄 같은 존재지만, 그 신뢰성이 절대적일 수는 없다. 당장 몇 년에 한 번씩은 전기 공급에서의 문제로 대규모 정전이 발생해 반도체나 중공업 등에서 공장이 멈춰 큰 피해를 입기도 하고, 데이터센터에서는 대규모 서비스 장애와 데이터 손상 등이 발생하기도 하며, 대형 병원 등에서는 환자들이 위험한 상황에 빠지기도 한다. 물론 일정 규모 이상의 시설들에서는 지속적인 전원 공급을 위해 비상 발전기 등을 갖추고 있지만, 이것만으로는 순간적인 상황 변화에 즉각적으로 대응할 수 없는 경우도 많다. 이와 함께, 순간적으로 공급되는 전원의 품질이 떨어지는 데서 오는 문제 또한, 안정적인 디지털 시대의 유지를 위해 해결해야 할 과제일 것이다.

슈나이더 일렉트릭의 ‘갤럭시 VX(Galaxy VX)’는 중단 없는 디지털 세상을 위한, 미션 크리티컬 환경의 무중단 전력 공급 인프라를 위한 대형 UPS다. 대형 시설, 데이터센터 및 산업 인프라를 위해 구성된 갤럭시 VX는, 시설의 전력 관련 인프라 전반에 긴밀히 통합되며, 유연한 병렬 확장 구성의 지원과 함께, 높은 효율의 작동 모드를 통해 상시 전원 보호를 위한 비용을 최적화한다. 또한 시설에 공급되는 전력이나 비상 발전기를 통해 공급되는 전력의 품질을 균일하게 유지할 수 있도록 해, 공급되는 전력의 품질에 민감한 정밀 제조 공정이나 의료 환경을 어디서나 구성, 운영할 수 있게 돕는다.

▲ 높은 품질의 전력을 끊임없이 공급하는 것은 ‘디지털 시대’의 유지에 필수적인 부분이다 (자료제공: 슈나이더 일렉트릭)

현재는 물론 앞으로 더욱 크게 펼쳐질 ‘디지털 세상’을 지탱하는 에너지원은 ‘전기’로, 디지털 기술 기반의 시설이 존재하고 기능하기 위한 전기의 존재 필요성은 절대적이다. 이는 단순히 디지털 기술을 위한 인프라와 서비스가 운영, 유지되기 위해서만이 아니라, 디지털 세상을 현실화하기 위한 반도체 등 다양한 물리적 디바이스들의 생산 단계에까지 영향을 미치는 부분이다. 또한 꼭 디지털에 국한하지 않더라도, 전기 에너지는 현재 우리의 삶은 물론 생명과 안전에도 밀접하게 관계되어 있으며, 전기의 공급이 안정적이지 않다면 현대 문명 사회의 상당 부분은 지속이 불가능하게 될 것이다.

물론, 전기가 필요한 모든 곳의 중요성이 동등하지는 않다. 만약 우리가 휴일에 낮잠을 자고 있는 사이 집이 정전이 되면, 단지 냉장고의 음식물이 녹아버리는 정도의 피해 정도가 생기지만, 어딘가의 집에서는 정전이 되면 호흡 보조 장비가 멈추어 생명에 지장을 받을 수 있는 상황이 생길 수 있을 것이다. 또한 대형 빌딩에 갑자기 정전이 오면 누군가는 PC에서 작업하던 내용을 모두 날려버렸을 수도 있고, 서버의 데이터가 손상될 수도 있을 것이며, 그 피해의 규모는 좀 더 즉각적으로, 빠르게 늘어날 것이다. 그리고, 사회적으로 중요한 의료 시설이나 반도체 등의 정밀함이 필요한 제조업의 경우, 잠깐의 정전으로도 큰 금전적 피해는 물론, 사람의 생명까지 위협받을 수 있는 상황을 예상할 수 있다.

이에, 전기 공급 시설의 ‘가용성’ 확보는 시설의 중요성과 경제적 논리의 균형에 따라 이루어진다. 약간의 정전에도 큰 피해가 우려되어, 전기 공급이 끊기는 것을 절대 용납할 수 없는 ‘미션 크리티컬’ 환경이라면, 전원 공급 또한 비용 부담을 무릅쓰고 예상할 수 있는 장애 시나리오에 대비한 다중화 구성을 갖춘다. 그리고 이러한 전원 공급의 다중화 구성에서, UPS는 전력 공급에 이상이 발생하더라도 저장된 에너지를 즉각적으로 공급하면서 모든 것이 일정 시간 동안 정상적으로 유지되도록 하며, 서로 다른 전원 공급선과 비상 발전기 등의 다양한 전원 공급원 사이의 전환을 매끄럽게 이어 주는 역할을 제공한다. 이를 통해, 만약의 사태가 발생할 가능성을 최대한 제거하고, 미션 크리티컬 환경을 위한 상시 전원 공급 환경을 완성할 수 있게 한다.

또한, 공급되는 전력의 품질을 안정화시키는 데도 UPS는 중요한 위치에 있다. 전기를 사용하는 모든 장치들은 어느 정도 전원 입력의 편차를 허용하지만, 공급되는 전력이 언제나 이 편차 이내에 있을 것을 보장하기는 어렵다. 이 때, UPS는 시설로 들어오는 전원을 받고, 이를 허용치 이내로 재조정할 수 있어, 특히 전원 품질에 민감한 반도체 등의 고정밀 생산 시설이나, 의료 시설에서의 정밀 의료기기들을 어떤 상황에서도 안정적으로 운영할 수 있도록 돕는다. 특히, 한국보다 공급되는 전력의 품질이 떨어지는 해외 지역에 전력 품질에 민감한 장비를 포함하는 시설을 구축, 운영하고자 하는 경우, UPS를 통한 전력 품질 안정화는 반드시 필요한 부분이 된다.

▲ 대규모 생산 시설이나 데이터센터 등 미션 크리티컬 환경의 보호를 위한 ‘갤럭시 VX’ (자료제공: 슈나이더 일렉트릭)

▲ 갤럭시 VX는 대규모 시설 보호를 위한 대용량과 함께, 유연한 확장 구성이 가능하다 (자료제공: 슈나이더 일렉트릭)

슈나이더 일렉트릭의 ‘갤럭시 VX(Galaxy VX)’는 대규모 생산시설, 데이터센터와 핵심 비즈니스 인프라 등 ‘미션 크리티컬’ 환경의 안정적인 전력 공급과 보호를 위한 대형 UPS다. 개별 장비 레벨보다는 시설 전반을 보호하는 역할인 ‘갤럭시 VX’는, 시설의 전원 공급 인프라에 긴밀히 통합되어, 무중단 전원 공급을 위한 유연한 분산형 병렬 연결 구조를 지원하고, 용량 구성 또한 최초 설치 후 파워 캐비닛 추가 설치로 용량이나 이중화 구성을 증대할 수 있다. 또한, 이 ‘갤럭시 VX’는 시설 전반의 통합 관리를 위한 슈나이더 일렉트릭의 ‘에코스트럭처(EcoStruxure)’ 플랫폼에 긴밀히 결합되어, 시설의 전력 공급 인프라 전반에 걸친 유연하고 기민한 운영을 지원한다.

‘갤럭시 VX’는 슈나이더 일렉트릭의 ‘갤럭시’ 시리즈 UPS 중 가장 용량이 큰 모델로, 모델 차원에서는 500~1,500kW 용량의 N+1 구성 솔루션을 제공하고, 이를 최대 4,000kW까지 병렬 확장할 수 있다. 확장은 250kW 파워 캐비닛을 활용하며, 최초 설치 구성에서 파워 캐비닛을 추가 설치해 부하나 이중화 수준을 늘릴 수 있다. 예를 들면, 초기에 500kW로 시스템을 구성한 상황에서, 250kW 파워 캐비닛을 추가해 750kW, 1,000kW, 1250KW, 1,250kW N+1 구성까지, 1500kW로 시스템을 구성한 상황에서는 250kW 파워 캐비닛을 추가해 1500KW, 1500KW N+1 구성까지 단계적으로 확장할 수 있는 구조다. 이는 솔루션 도입 초기에 비용이나 검증에 대한 부담을 줄이고, 추후 확장시에는 기존 구성에 대한 완전한 투자 보호를 기대할 수 있는 특징이다.

‘미션 크리티컬’ 인프라 구성에서는 모든 경로에서 결함이 발생하더라도 인프라의 운영을 유지할 수 있는 이중화 구성이 필수적이며, ‘갤럭시 VX’ 또한 유연한 확장 가능한 구성을 통해 이중화를 갖출 수 있음은 물론, 장비 내부적으로도 이중화 구성을 통해 극대화된 가용성을 제공한다. 또한 UPS 장비의 내부 구성에서도 4레벨 인버터를 활용해 장비의 스트레스 부담을 줄이고 높은 효율성과 신뢰도를 제공하며, 이 신뢰성을 바탕으로 해 온라인 모드에서 110% 연속 사용 가능으로 강력한 과부하 보호 기능도 제공한다. 이 외에도 모듈형 내결함성 전력 블록으로 평균 수리 시간도 단축시켰으며, 내장형 백피드 보호 기능으로 작업자의 안전 보호, 규정 준수 및 설치 비용의 절감 효과까지 제공한다.

갤럭시 VX가 제공하는 설치의 유연성 측면은 구성과 확장 뿐 아니라, 물리적인 설치와 인프라와의 통합에서도 찾아볼 수 있다. 물리적인 설치 측면에서, 갤럭시 VX는 적은 점유 공간과 함께, 상단 및 하단으로 케이블을 연결하는 구조로 상호 밀착 설치 또는 벽면 설치가 가능해, 장비 설치 시 추가적으로 요구되는 공간이 최소화되어 있다. 이에 같은 공간에서 더 큰 용량, 혹은 이중화 수준 증대로 더 높은 수준의 보호 인프라를 구축할 수 있다. 이 외에도, 다양한 전력망에 통합될 수 있도록 폭넓은 입력 전압 및 주파수 범위 지원, 발전기와의 호환성을 위한 ‘Adaptive Ramp-in’ 지원, 입력 역률 보정 및 고조파 필터링 기능 등도 제공한다.

▲ 갤럭시 VX는 고효율 운영 모드에서 최대 99.3%의 효율을 제공한다 (자료제공: 슈나이더 일렉트릭)
 
슈나이더 일렉트릭의 ‘갤럭시 VX’는 중단 없는 상시 전원 보호에서 세 가지 유형의 운영 방법을 지원하며, 최대 효율은 99.3%에 달한다. 이 중 ‘이중 변환 모드(Double Conversion Mode)’는 여타 다른 운영 모드에 비해 효율이 낮지만, UPS로 들어오는 전류를 UPS 전원 변환기를 통해 이중 변환해 줌으로써, 정전에 대한 대비나 공급 전력의 품질 관리에 대해서는 가장 확실한 결과를 제공하는 방법이다. 물론 이 모드를 사용하는 경우에도, ‘갤럭시 VX’는 기존의 이중 변환 모드 UPS가 제공하는 일반적인 효율인 94% 수준보다 좀 더 높은 96% 수준의 효율을 제공해, 시설 전반에 들어가는 에너지 비용과, 전원 보호를 위해 감수해야 할 비용 측면을 최적화한다.

최대 99.3% 수준의 효율을 보여주는 ‘에코(ECO) 모드’는, 흔히 말하는 ‘바이패스(bypass)’ 모드이기도 하다. 이중화로 구성된 두 개의 입력 전원 중, 하나는 내부의 PFC, 배터리, 인버터 등의 경로를 거치지 않고 바이패스 스위치를 거쳐 출력으로 바로 보냄으로써, 여러 경로를 지나면서 발생하는 에너지 손실을 최소화하면서, 정전 등의 문제 발생시에는 배터리 쪽에서의 경로에서 대체 전원을 공급함으로써 지속적인 전원 공급을 구현한다. 이 ‘에코 모드’에서는, 두 개의 전원 입력 중 하나는 출력 단으로 바로 공급되고, 배터리의 충전은 다른 입력에서 PFC를 거쳐 이루어지고, 인버터는 유사 상황이 올 때까지 대기하는 형태다.

최대 99.2% 수준의 효율을 제공하는 ‘이컨버전(ECOnversion) 모드’ 또한 기본적인 원리는 ‘바이패스’와 거의 동일하며, 일상적인 상황에서는 입력되는 전원 라인을 바이패스 스위치를 거쳐 출력 단으로 보낸다. 하지만 ‘에코 모드’와의 차이는 인버터의 역할인데, 이컨버전 모드에서는 인버터가 상시 활성화되어서, 배터리 충전은 바이패스로 들어오는 입력에서 분기해 인버터를 거쳐 진행된다. 이에 효율은 미세하게 더 떨어질 수 있지만, 배터리 전원으로의 전환에서 생기는 전압 파형의 불안정성이 최소화되어 안정적이라는 장점을 가진다. 효율 측면에서는, 저부하 상황에서는 에코 모드와 약간의 차이가 있지만 부하가 높아질수록 차이는 줄어들며, 효율과 안정성 측면의 장점 사이에서 적절한 선택이 가능하다.

‘갤럭시 VX’는 고효율의 운영 모드 선택 뿐 아니라, 에너지 저장을 위한 배터리의 유형도 선택할 수 있다. 갤럭시 VX에 사용할 수 있는 배터리 유형은 VRLA, 습식 전지 등 기존의 보편적인 배터리 형식은 물론이고, 리튬이온 배터리나 플라이휠 배터리까지 다양한 형식의 에너지 스토리지 구성을 지원해, 인프라의 특성이나 비용 계획 등에 맞춘 효과적인 선택이 가능하다. 또한 이러한 배터리의 안전하고 효율적인 활용을 위해 다양한 충전 방식을 제공하고, 주변 온도에 따른 충전 전류 조정이나, 사용자의 충전 전류 제한 설정으로 상위 단의 과부하를 막는 기능도 갖추고 있다. 이 외에도 배터리 보호에서는 차단기로 DC 보호, 캐비닛에서 중앙 집중식으로 배터리 보호, 복수의 스트링별 배터리 보호 기능을 제공한다.

▲ 슈나이더 일렉트릭의 ‘에코스트럭처’ 플랫폼을 통해 모든 시설이 통합 운영, 관리될 수 있다 (자료제공: 슈나이더 일렉트릭)

대규모 시설에서 전력 공급 인프라의 계획은 설계 단계에서부터 면밀히 검토되지만, 상황에 따라서는 예상을 벗어날 수도 있으며, 때로는 인프라 구축이 단계별로 이루어질 수도 있다. 이런 상황에서, 슈나이더 일렉트릭의 ‘갤럭시 VX’는 특유의 확장성을 갖춘 설계를 통해, 기존에 설치된 장비의 투자를 보호하면서 용량이나 이중화의 확장을 지원함으로써, 다양한 상황에서의 유연한 구축 모델을 지원한다. 특히, 초기 설치에서 작은 규모로 먼저 도입해 검증 후 단계별로 확장하는 형태로, 초기 설치의 부담과 위험을 줄이는 데 활용할 수도 있으며, 분산형 병렬 구성으로의 확장과 함께, 2N 구성을 위한 별도 외부 동기화 모듈의 설치도 지원한다.

물리적인 운영과 관리 측면에서도, 갤럭시 VX는 전면을 통해 모든 정비 가능한 부분에 접근할 수 있어, 설치와 운영에서 필요한 공간을 최소화하고, 비교적 낮은 소음과 함께 혹독한 환경에서의 잦은 먼지필터 교체에 대응하는 편리한 교체 구조를 갖췄다. 또한 섭씨 40도의 비교적 높은 온도에서도 정격 저하 없이 연속 운전 가능해, 인프라의 냉각에 대한 부담도 줄인다. 이 외에도, 별도 부하기 없이 온라인으로 중요 부하를 가져오기 전에 최대 부하로 UPS를 테스트하는 ‘스마트 전력 테스트(SPoT)’ 기능을 갖춰, 설치와 첫 가동에서의 리스크 또한 최소화했다.

갤럭시 VX는 슈나이더 일렉트릭의 ‘에코스트럭처(EcoStruxure)’ 플랫폼과도 완벽하게 통합되어, 시설의 모든 전력 관련 인프라, 에너지 관리 솔루션들과 긴밀하게 연계되어 운영될 수도 있다. 슈나이더 일렉트릭의 ‘에코스트럭처’ 플랫폼은 온프레미스나 클라우드 기반 모두에서 구축할 수 있으며, 특히 클라우드 기반으로 구축된 에코스트럭처 플랫폼에서는 실시간 데이터 모니터링, 스마트 알람, 연결된 장비 상태에 대한 통찰력 등을 제공한다. 또한 클라우드 기반의 데이터 분석을 통해 장치의 수명 현황을 파악하고, 예측 가능한 장애 가능성에 선제 대응함으로써 인프라의 가용성을 극대화할 수 있다.

한편, 슈나이더 일렉트릭은 갤럭시 VX를 포함한 에코스트럭처 플랫폼과 기반 생태계 전반에 걸쳐, 구축과 운영에 걸친 라이프사이클 전반에서 고객에 유연한 선택권을 제공한다. 이에 고객은 이 ‘갤럭시 VX’를 슈나이더 일렉트릭을 통해 구축할 수도 있지만, 파트너들을 통해서 전반적인 ‘전력 공급 인프라 솔루션’ 형태로 구축할 수도 있다. 이 때, 파트너를 통해 구축할 때는 공인된 필드 서비스 담당자의 어셈블리 및 구동 서비스로 제조사의 보증을 완벽히 보장할 수 있다. 운영과 유지보수 측면에서도, 슈나이더 일렉트릭의 서비스를 직접 받을 수도 있지만, 파트너를 통한 통합 관리도 가능해, 유지보수 측면에서의 복잡성 측면도 제거할 수 있다. 또한 슈나이더 일렉트릭은 서비스 측면에서도 현장 보증 연장, 시스템 유지보수의 어드밴티지 플랜 등의 포트폴리오를 제공한다.


Copyright ⓒ Acrofan All Right Reserved



[명칭] 아크로팬   [제호] 아크로팬(ACROFAN)    [발행인] 유재용    [편집인] 유재용    [청소년보호책임자] 권용만
Copyright © ACROFAN All Right Reserved