안녕하세요, 이번에는 액침냉각이라는 탄소중립시대의 열관리 기술에 대해 알아보겠습니다. 액침냉각은 전기자동차, 데이터센터, 서버 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있는데요, 액침냉각이란 어떤 기술이고, 기존의 열관리 기술과 어떤 차이점이 있는지, 액침냉각이 탄소중립과 어떤 관련이 있는지, 액침냉각 기술의 활용 분야는 어떤 것들이 있는지, 그리고 실제로 액침냉각을 적용한 사례는 어떤 것들이 있는지에 대해 5가지 주제로 소개해드리겠습니다.
액침냉각이란 어떤 기술
액침 냉각이란 전자제품이나 배터리, 서버 등을 전기가 통하지 않는 비전도성 액체에 침전시켜 열을 식히는 기술입니다. 공기보다 밀도가 높은 액체를 사용해 직접적으로 열을 흡수하는 방식으로 전기가 통하지 않아 누전이나 기계 고장의 우려도 없다고 합니다. 액침 냉각은 공랭식에 비해 전력 소비량을 약 30% 이상 줄일 수 있고, 외부 오염물질로부터 장비를 보호하고 화재 위험성도 크게 낮출 수 있는 장점이 있다고 하네요 .
액침냉각이 기존 열관리기술과의 차이점
기존의 열관리 기술은 주로 공랭식이나 수랭식이라고 불리는 방식을 사용합니다. 공랭식은 공기를 통해 열을 전달하는 방식으로, 팬이나 히트싱크 등을 사용합니다. 수랭식은 물이나 냉각액을 통해 열을 전달하는 방식으로, 펌프나 라디에이터 등을 사용합니다. 공랭식과 수랭식은 각각 장단점이 있지만, 공통적으로 전기가 통하는 부품을 사용하기 때문에 누전이나 단락의 위험이 있고, 전력 소비량이 많고, 공간적 제약이 있습니다. 액침 냉각은 전기가 통하지 않는 액체를 사용하기 때문에 이러한 문제점들을 해결할 수 있습니다. 또한, 액침 냉각은 공기나 물보다 열전도율이 높은 액체를 사용하기 때문에 열전달 효율이 높습니다. 액침 냉각은 기존의 열관리 기술보다 더욱 안전하고 효율적인 방식이라고 할 수 있습니다.
액침냉각과 탄소중립의 기여점
탄소중립 (Carbon Neutrality)이란 대기 중으로 발생하는 CO2 배출량과 대기에서 흡수되는 CO2량을 동일하게 한다는 것으로, 실질적으로 이산화탄소 배출량이 0에 수렴하게 되는 것입니다. 이를 위해 에너지 효율을 높이고, 재생에너지를 활용하고, 탄소 포집과 저장 (CCS) 등의 기술을 도입하는 등의 노력이 필요합니다.
액침 냉각은 에너지 효율을 높이는 데 기여할 수 있는 기술입니다. 액침 냉각을 적용하면 전력 소비량을 줄일 수 있으므로, 탄소 배출량도 감소할 수 있습니다. 예를 들어, 데이터센터는 전 세계 전력 수요의 약 1%에 달하는 전력을 소비하는데, 액침 냉각을 사용하면 전력 소비량을 93%나 줄일 수 있다고 합니다. 이는 탄소중립을 달성하는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.
액침 냉각 기술의 활용 분야
액침 냉각 기술은 전기자동차, 데이터센터, 스마트폰 등 다양한 전자제품에 적용되고 있습니다. 액침 냉각 기술은 전기가 통하지 않는 비전도성 액체에 장비를 침전시켜 열을 식히는 방식으로, 열전달 효율이 높고, 전력 소비량이 낮고, 외부 오염물질로부터 장비를 보호할 수 있습니다. 액침 냉각 기술의 적용과 활용 효과에 대해 간단히 소개해드리겠습니다.
- 전기자동차 : 전기자동차는 배터리로부터 모든 에너지를 공급받는데, 배터리의 성능은 온도에 크게 영향을 받습니다. 액침 냉각 기술은 배터리 팩 내의 셀 간 온도 균일도를 유지하고, 작동 환경을 적절하게 조절하여 배터리의 수명과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 배터리 팩의 크기와 무게를 줄이고, 배터리의 과충전과 과방전을 방지하며, 배터리의 과열과 열 폭주를 막을 수 있습니다. 이러한 액침 냉각 기술의 적용은 전기자동차의 주행거리와 편의기능 활용 면에서 핵심적인 역할을 합니다.
- 데이터센터 : 데이터센터는 많은 양의 데이터를 처리하고 저장하는 과정에서 열을 발생시키는데, 이를 효과적으로 식히지 못하면 장비의 성능 저하나 고장을 유발할 수 있습니다. 액침 냉각 기술은 데이터센터의 열을 빠르고 균일하게 제거하고, 전력 소비량을 줄여줄 수 있습니다. 또한, 액침 냉각 기술은 데이터센터의 공간 활용도를 높이고, 노이즈를 줄이고, 화재 위험성을 낮출 수 있습니다. 액침 냉각 기술은 데이터센터의 안전성과 효율성을 높이는 데 기여할 수 있습니다.
- 스마트폰 : 스마트폰은 작고 얇은 디자인에 많은 기능을 탑재하기 때문에 열 문제가 심각합니다. 액침 냉각 기술은 스마트폰의 열을 효과적으로 분산시키고, 배터리의 수명과 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 액침 냉각 기술은 스마트폰의 디자인과 성능을 동시에 만족시킬 수 있는 유연성을 제공합니다. 액침 냉각 기술은 스마트폰의 사용자 경험을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
실제 액침 냉각 적용 사례
액침 냉각 기술은 국내외에서 다양한 산업 분야에 적용되고 있는데요. SK엔무브는 윤활기유를 활용해 액침 냉각용 플루이드를 자체 개발하고 있으며, 전기차용 배터리뿐만 아니라 데이터센터, 선박용 ESS 등의 열관리를 위한 액침 냉각 시장에 뛰어들겠다는 목표입니다. 현대자동차는 전기차의 내구성은 차량에 장착된 배터리 팩의 수명과 직결된다는 인식 아래, 액침 냉각 기술을 적용한 전기차를 출시할 예정입니다. 또한, 마이크로소프트는 데이터센터의 열 문제를 해결하기 위해 액침 냉각 기술을 활용한 프로젝트를 진행하고 있습니다. 마이크로소프트는 스코틀랜드 해안의 바다 속에 액침 냉각 기술을 적용한 데이터센터를 설치하고, 해수를 통해 열을 제거하고 있습니다.
액침 냉각 관련 국내 기업들
액침 냉각을 개발하고 있거나 적용하고 있는 국내외기업은 다음과 같습니다.
- SK엔무브 : 윤활기유를 원료로 한 냉각유를 개발하고, 데이터센터, ESS, 전기차 배터리용 액침냉각 기술을 개발 중입니다. SK텔레콤 데이터센터에서 액침 냉각 시스템의 성능 실험을 진행 중입니다.
- GRC : 미국의 액침 냉각 솔루션 글로벌 리더기업으로, 25개 이상의 글로벌 특허를 보유하고 있습니다. 인텔, 델, 마이크로소프트 등의 글로벌 기업들과 협력하고 있습니다.
- 마이크로소프트 : 데이터센터의 열 문제를 해결하기 위해 액침냉각 기술을 활용한 프로젝트를 진행하고 있습니다. 스코틀랜드 해안의 바다 속에 액침 냉각 기술을 적용한 데이터센터를 설치하고, 해수를 통해 열을 제거하고 있습니다.
- 삼성SDS : 동탄 데이터센터에 수랭식 시스템을 적용하고, 액침냉각 시스템 적용을 위한 관련 인프라를 구축해 놓았습니다.
- KT : 목동, 분당, 강남 데이터센터 시스템을 수랭식으로 개선했으며, 용산 데이터센터에도 냉수식 프리쿨링 등 신기술을 도입했습니다.
이상으로 액침냉각 기술에 대해 알아보았습니다. 액침냉각 기술은 탄소중립 시대에 맞는 열관리 기술로서 전기자동차의 성능과 안전성을 높이고, 에너지 절감과 환경 보호에 기여할 수 있습니다. 액침냉각 기술의 연구와 개발이 더욱 활발해지고, 다양한 산업 분야에 적용되기를 바라겠습니다. 감사합니다. 😊