바이코, 전원공급 시스템으로 산호초 복원에 기여

  • 2020-05-19
  • 윤범진 기자, esmaster@elec4.co.kr

바이코(Vicor)가 영국의 시셀 리뉴어블(CCell Renewables)과 산호초 복원을 통한 해안선 보존 및 지역사회 보호에 협력한다고 19일 밝혔다.

시셀 리뉴어블은 산호초를 대규모로 복원하고 재배함으로써 해안 침식을 방지하고 해양 생태계를 개선하는 해양공학 전문회사다. 최근 조사에 따르면, 실제로 전 세계 해안의 70% 이상이 침식되고 있다. 따라서 산호초가 제공하는 보호작용에 의존하고 있는 전 세계 2억 명의 사람들이 생계의 위협을 받고 있다.

이 문제를 해결하기 위해 시셀은 산호초 재배 시스템을 개발했다. 새 산호초에 초기 골격을 제공하는 이 시스템은 해수의 전기분해를 기반으로 양극과 음극(전극)으로 기능하는 대형 강철 구조물에 탄산칼슘(석회석)을 증착시킨다. 이 기술은 산호가 자랄 수 있는 매우 강력한 석회암을 만드는 데 단 5년 밖에 걸리지 않는다는 점에서 혁신적이다. 또한 시셀은 산호초 재배 시스템에 전력을 공급하기 위해 태양, 풍력, 파도 등 재생 가능 에너지원을 사용한다.


산호초의 성장 가속화

전원 공급 네트워크

이러한 모든 재생 가능 전원은 환경 조건으로 인해 매우 가변적인 전압을 생성하며, 이는 전기분해 공정에 심각한 문제를 초래한다. 산호초가 자라는 석회암 구조는 실제로 불순물이 없고 강한 분자 구조로서 최적의 속도로 재배되어야한다. 전기분해 공정은 정확해야한다. 너무 느리면 아무것도 자라지 않으며 너무 빠르면 석회암이 견딜 수 없다. 따라서, 전원 공급 네트워크는 매우 가변적이고 까다로운 조건에서 높은 수준의 제어 및 정밀도로 작동해야 한다. 

매우 다양한 입력 전압 사양과 1.2V~4V의 ‘골디락스 영역(goldilocks zone)’ 내에서 전극 간의 전위차(전계)를 엄격하게 조정해야 할 필요성에 직면해 바이코는 FPA(Factorized Power Architecture)를 권장한다.


DC-DC 기능을 PRM 레귤레이터와 VTM 전류 멀티플라이어의 두 모듈로 분해하면 전원 공급 네트워크를 레귤레이션 및 변환에 최적화할 수 있다.

PRM 벅-부스트 레귤레이터(buck-boost regulator)는 넓은 입력 전압 범위에서 작동하며 제로전압스위칭(ZVS) 토폴로지를 갖추고 있어 매우 높은 효율과 전력 밀도를 제공한다. 또한 PRM을 쉽게 병렬 연결하여 더 높은 전력을 공급할 수 있다. VTM은 고전류 밀도 고정비 공진 컨버터(non-regulating)이다. PRM과 VTM은 완벽하게 함께 작동한다. PRM은 산호초에 필요한 전압을 정밀하게 조정하고 VTM은 다운 변환 및 전극으로의 전류 전달을 관리한다.


스마트 전원 관리

시셀의 윌 배이트맨(Will Bateman) CEO는 “독특하고 복잡한 애플리케이션에서는 산호초의 성장을 가속화하기 위해 정확한 측정과 제어가 필요하므로 끊임없이 변하는 변수를 가진다”며 “이제 우리는 바이코의 FPA를 사용한 고성능 디자인을 갖추고 있으므로 전 지구의 생태계와 지역 사회에 엄청난 개선을 가져올 수 있을 것으로 확신한다”고 말했다.

시셀은 전 세계적으로 산호초 재배에 전념하고 있으며 현재 멕시코에서 200m 길이의 새 산호초를 만들기 위해 준비 중이다. <끝>

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