AI 데이터센터 전력 '게임체인저' SST 부상···효성중공업 공략 속도

AI 데이터센터 확산에 전력 인프라 '비상'다단계 변환 줄이는 SST, 효율·공간 혁신ESS 연계 강점···효성중공업 기술력 부각

사진=효성중공업 제공

효성중공업이 인공지능(AI) 시대 데이터센터 전력 솔루션 시장 선도를 위해 전력변환 장치인 반도체 변압기(SST)에 속도를 내고 있다. '전기 먹는 하마'로 불리는 데이터센터가 급증하면서 전력 공급망 효율화가 핵심 과제로 떠오르면서다. SST가 이를 해결할 '게임체인저'로 부상할 것이란 분석이 나온다.

24일 글로벌 시장조사기관 마켓앤마켓(MarketsandMarkets)에 따르면 전력 인프라 고도화 트렌드와 맞물려 글로벌 SST 시장은 향후 연평균 40% 이상의 가파른 성장을 기록할 것으로 전망된다.

SST는 전력반도체를 활용해 교류(AC) 전압을 조절하는 '변압' 기능과 교류를 직류(DC)로 변환하는 정류 기능을 단일 시스템 내에서 통합 처리하는 차세대 장비다.

초고압변압기가 발전소에서 생산된 전기를 장거리 송전망으로 보내기 위한 설비라면, SST는 송전망에서 도심 배전망을 거쳐 들어온 전력을 데이터센터나 전기차 충전소 등 최종 소비처에 맞게 조절해 공급하는 장비다.

AI로 인해 반도체 시장은 물론 전력 시장도 들썩이고 있다. 초고압변압기 역시 이로 인해 슈퍼사이클을 맞이했으며 SST가 주목받는 이유도 이 같은 시장 흐름과 연관이 있다. 데이터센터 건설이 폭증하고 있기 때문이다.

데이터센터의 구조를 보면 발전소에서 생산돼 송·배전망을 거쳐 들어온 전기는 교류(AC)인데 반해, 데이터센터의 핵심인 연산용 GPU는 오직 직류(DC) 전기만 사용한다. 이로 인해 현재는 외부에서 들어온 고압 교류(AC) 전기를 저압 직류(DC) 전기로 바꾸기 위해 변압기, 무정전 전원장치(UPS), 정류기 등 다단계 설비가 필요하다. 이 설비들은 변전실 등 막대한 공간을 차지할 뿐만 아니라 변환 단계를 거칠 때마다 전력 손실도 크게 발생한다.

반면 SST는 다단계 변환 설비를 하나로 단순화할 수 있어 공간 활용도가 높고 중간 변환 설비를 축소·생략해 전력손실을 최소화할 수 있다. 즉, SST를 통해 공간 활용은 넓히고 전력 손실은 줄일 수 있다는 점에서 데이터센터 시장의 게임체인저가 될 수 있다는 분석이다.

효성중공업이 SST에 속도를 내려는 이유이기도 하다. SST는 기술적 장벽이 높아 개발과 상용화가 쉽지 않은 전력 설비다. 전력망과 데이터센터 간 전기적 분리를 통해 시스템 보호와 안전을 확보하는 '절연 기능'을 유지하면서도, 수많은 반도체 소자를 오차 없이 동시에 스위칭하고 전압을 균일하게 분배하는 '초정밀 고압 전력 제어 기술'이 요구되기 때문이다.

이 같은 기술적 난이도에도 불구하고 효성중공업은 지난 2018년부터 국책과제를 수행하며 SST 기술 개발에 나섰다. 그 결과 2022년 세계 최초로 도심 배전망에 직접 연결할 수 있는 22.9kV 1.05MVA급 SST 개발에 성공했다.

효성중공업은 지난 50여 년간 초고압변압기·차단기 등을 생산하며 전력 제어 기술에 대한 노하우를 쌓아왔다. 특히 국내 ESS(에너지저장장치) 시장점유율 1위를 바탕으로 영국, 남아공, 호주 등 글로벌 시장에서도 수주를 이어가며 두각을 나타내고 있어 SST와의 결합 시너지도 기대된다. AI 데이터센터는 연산 과정에서 전력 부하 변동이 큰데, SST와 ESS를 연계하면 전압과 전류를 실시간으로 제어하는 '계통 안정화'가 가능하다는 점에서다.

효성중공업은 이에 오는 5월 초 미국 시카고에서 열리는 북미 최대 전력·송배전 전시회인 'IEEE PES T&D'에 독자 개발한 SST 서브모듈을 전시해 글로벌 고객들에게 선보일 예정이다. 현재 더 높은 전압에 대응할 수 있는 고도화된 SST 연구·개발도 진행 중이며, 향후 상용화 모델을 순차적으로 선보일 계획이다.

효성중공업 관계자는 "글로벌 시장에서 최고 수준으로 인정받고 있는 초고압 전력기기와 스태콤, ESS 역량에 첨단 SST 기술을 융합할 것"이라며 "단순한 장비 공급을 넘어 데이터센터 전력망의 시작부터 끝을 아우르는 '데이터센터 토털 전력 솔루션 프로바이더'로 자리매김하겠다"고 말했다.