절전을 위한 스마트 제어

1806년 11월의 흐린 날 아침에 살을 에는 차가운 바람이 불고 있습니다. 꽁꽁 언 호수의 가장자리에 층층이 쌓여 있는 커다란 얼음 덩어리들 위로 눈송이가 내립니다. 몇명의 남자들은 이미 비탈 위로 얼음 덩어리 몇 개를 끌어올려서 4마리 말이 끄는 마차에 싣고 있습니다. 마침내 얼음 덩어리들이 길을 떠날 채비를 마쳤습니다. 뉴잉글랜드부터 무더운 카리브해까지 가는 긴 여정입니다.

냉장 상태로 식품을 보존하고 차가운 음료를 즐기는 방식은 고대에도 존재 했습니다. 산악 지역에서 얼음을 채취해 깊은 땅 속 얼음 창고에 저장했습니다. 19세기 초에는 얼음 거래가 빠르게 늘어났습니다. 결빙된 호수에서 커다란 얼음 덩어리들을 잘라내고, 이것을 일정한 크기로 다듬고, 먼 거리를 운반하기 위해서는 엄청난 시간과 노력이 투입되었습니다.

사람의 힘이든, 화학 물질이든, 전기를 사용한 냉장고가 되었든, 냉장 보관이라는 가치를 누리기 위해서는 많은 수고를 필요로 하며 이는 환경에도 영향을 미칩니다.

우리는 가정에서 매일 다양한 가전기기를 사용합니다. 세탁기에서 건조기, 에어컨, 냉장고에 이르기까지, 가전기기는 삶을 단순하고 편리하게 합니다. 기존에는 가전기기의 모터를 켜고 끄는 두 가지 상태로만 작동했기 때문에, 전력을 최대치로 사용하거나 아예 끄거나 하였습니다.  이러한 전기 가사 도우미를 사용하는 비용은 가전기기 전체 수명에 걸친 전기 요금까지 포함하므로 구입 당시 가격표의 가격을 훨씬 넘어섭니다. 예를 들어 2015년에 전세계적으로 12억 대의 오래되고 시끄럽고 에너지를 낭비하는 냉장고가 여전히 사용되었으며, 각각의 연간 전기 소모량은 약 480킬로와트시(kWh)에 달합니다.

이제는 가전기기가 보다 스마트해져야 합니다. 예를 들면 언제 얼마만큼의 전기가 필요한지를 정확히 파악하여 필요한 만큼의 전기만 소비하는 방식 말입니다. 지능형 가전은 이미 상용화 되었으며, 갈수록 다양한 가전기기들이 이 기술을 탑재하고 있습니다. 인피니언의 반도체 칩은 센서, 마이크로컨트롤러, 전력 칩의 상호작용을 통해 스마트 가전을 구현합니다. 이들 반도체를 결합하여 전류 흐름을 최적으로 제어할 수 있습니다. 이것을 기술적인 용어로는 주파수 인버터라고 하는데, 간단히 인버터라고 부릅니다.

원리는 간단합니다. 센서가 온도, 습도, 모터 회전 속도 같은 데이터를 지속적으로 수집하여 가전기기를 좀 더 효율적으로 작동할 수 있습니다.  이 데이터를 바탕으로 초미니 컴퓨터인 마이크로컨트롤러가 필요한 제어 명령을 계산합니다. 절전을 담당하는 전력 칩은 모터를 최적의 회전 속도로 작동하도록 하여 냉장고 온도를 일정하게 유지시킵니다. 이 방식은 모터를 항상 켜고 끄는 것 보다 훨씬 효율적입니다.

앞으로는 지능형 가전기기가 표준이 될 것입니다. 인피니언은 센서, 마이크로컨트롤러, 고효율 전력 칩 등 인버터 방식으로 나아가는데 중요한 반도체들을 개발하고 있습니다.

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Embraco의 지능형 인버터는 센서를 사용해서 냉장고 내부의 온도를 인지합니다. 센서가 컴프레서로 신호를 보내서 속도를 조절하여 보다 효율적인 방식으로 목표 온도에 도달시킵니다. 개 고전압 CoolMOS™ 트랜지스터와 개 하프브리지 드라이버 기반의 인피니언 인버터 솔루션을 채택한 Embraco 컴프레서는 냉장고의 실제 냉각 요구에 따라서 속도를 조절할 수 있습니다.

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