[일본] 해상 풍력의 전력 손실 반으로 줄인 SiC 파워 반도체

미쓰비시 전기에서 고압 직류 교류 변환기를 개발

미쓰비시 전기는 직류 전기를 3.3킬로볼트의 고전압으로 송전할 수 있는 탄화규소(SiC) 파워 반도체를 사용한 컨버터를 개발했다. 변환 도중에 손실되는 전기를 기존의 실리콘형 변환기에 비해 반으로 줄여 발전 시 낭비되는 전기를 줄일 수 있다. 6.5 킬로볼트에 고압화한 후 실용화하고 2020년대 후반에는 해상 풍력 발전소에서의 사용을 목표로 한다.

SiC 파워 반도체의 적용으로 전기를 변환하는 스위칭을 350 헤르츠에 고주파화 하여, 소형화했다. 부피는 실리콘에 비해 21% 작은 420mm × 930mm × 530mm. 소형 변환기를 여러 대 나란히 놓고 하나로 작동하는 다단 구성으로 사용한다.

직류 송전은 변환기를 2개 장소에 설치하고 사이를 고압 전력 케이블로 연결한다. 해상 풍력의 경우 해상 측의 변환기에서 풍력 발전이 만든 교류 전기를 직류로 바꾸어 케이블을 사용하여 전송. 육상 측의 컨버터는 직류에서 받아 교류로 돌려보내 전력망에 보낸다.

송전 거리가 길수록 직류 방식은 교류 방식에 비해 설비비용이 저렴하다. 해상 풍력이 보급되어 해외에서 고압 직류 송전이 시작되고 있다. 그러나 보통 교류직류 변환을 반복할 때마다 손실이 발생하고 발전한 전기가 줄어든다.

해상 풍차에서 교류 전기를 변환기 1로 보낸 후, 고압 직류 전기를 변환기 2로 보낸다. 이 때 변환기 1과 2에서의 전력손실이 반으로 줄어든다.

[출처 = 한국무역협회(www.kita.net)/ 2018년 3월 2일]