1. 송배전 과정 주 배전반 = 변전소에서 온 전력을 받아 건물로 뿌려주는 역할 부 배전반 = 주 배전반에서 분기, 특정 구역이나 층에 분배 주 차단기 = 배전반으로 들어온 전체 전원 제어, 전체 시스템 과부하 보호 분기 차단기 = 각 회로별 소형 차단기, 개별회로 과부하 보호 2. AI 발전의 병목 - 전력 북미 지역의 피크 수요는 2030년까지 87.4GW 증가할 것으로 추정. 예비율 15%를 가정하고, 공급 부족분을 추산할 경우 2030년까 지 84.6GW가 부족. 실효 전력 공급을 늘리고, 안정성을 확보하기 위한 투자는 피할 수 없는 흐름 데이터센터 전력 수요 증가 과거 데이터센터 증설은 MW단위 분산된 수요 -> GW급 집중 부하 요구 범용 클라우드 데이터센터는 렉당 전력이 20~40kW 수준 -> AI는 렉당 600kW, 장기적 1MW 1MW 렉 1000개 -> 1GW -> 가동을 위해선 1.3GW 전력 인입 요구됨 전체 데이터센터 캠퍼스 중 1GW 이상 규모 비중은 25년 10% -> 35년 32% 예상 누적 신규 수요 30년까지 68.4GW 전망 전력 공급 부족 심화 2027/2028년 평균 용량 가격은 $333.44/MW-day로 이전 경매에 이어서 2년 연속 미국 연방에너지규제위원회(FERC)가 설정한 가격 상한 선에 도달 안정적인 기저 전력 공급 부족 현상이 심화되면서 가파른 가격 상승으로 이어지고 있는 것 이번 경매에서 조달된 용량은 PJM의 신뢰성 요구량 대비 6.6GW 부족했는데, 이는 역사상 첫번째 사례. 예비율 역시 지속적으로 하락하면서 14.9%를 기록 전력 피크 수요 확대 전망 미국의 전력망 컨설팅 기관 GridStrategies는 매년 향후 5년간의 미국 여름 피크 수요 추 정치를 발표 2025년 발표된 추정치는 166GW로 전년대비 29.7% 증가했으 며, 2022년과 비교할 경우 621.7% 늘어남 PJM의 피크 수요 추정치는 2022 년 153.8GW에서 2025년 183.9GW로 증가 텍사스 전력망을 관할하는 ERCOT의 경우 2022년 85.2GW에서 2025년 138.9GW로 추정치가 늘어남 Georgia Power 역시 2022년 16.2GW에서 2025년 25.8GW로 피크 수요 전망치가 상향 3. 송전 - 초고압 전력망 스케일업 3-1. 765kV 초고압 송전 투자 3가지 과제 -> 송전 전압을 높이는 해결책(발열, 전력손실 통제, 전송 용량 늘리기) -> 초고압 송존망 1) 과거 미국 전력망은 지역적 네트워크 중심 -> 전력생산의 무게중심이 외곽으로 이동하면서 초장거리 송전망이 요구됨 2) 송전 회랑 내 전력밀도 향상도 요구됨 - 높은 전력부하 감당 & 송전망 건설 프로젝트 속도 상승 3) AI 데이터센터는 24시간 내내 가동 -> 열적 스트레스 -> 열적 한계 극복 요구됨 765kV 프로젝트 증가 송전 전압을 2배 높이면 송전 용량은 4배로 증가 765kV가 하위 전압 대비 MW-마일당 비용 측면에서 최대 75% 까지 낮아짐 345kV 대비 전력 손실률을 0.5~1% 수준으로 낮출 수 있음 토지사용량(ROW)관점에서도 200~250피트 폭만 필요 - 345kV는 600~900 피트 필요 발열은 전류의 제곱에 비례하여 줄어듦, 선로가 받는 열적 스트레스 낮아짐 - 열적 한계치를 3.7배 높일 수 있음 ERCOT: 365kV를 대체하는 765kV 송전선로 도입 텍사스주 전력망을 총괄 하는 ERCOT(미국 전력계통운영기구)의 송전망 확장 계획을 분석하면 765kV 중심의 강력한 투자 확대 기조를 파악 가능 전체 신규 송전망 건설 계획 중 2,400마일 이상이 765kV 관 련 프로젝트에 할당 MISO: 765kV 및 345kV 기간망 건설 미국 중부 전력망을 운영하는 MISO는 LRTP Tranche 2.1 승인을 통해 765kV 그리드 구축 계획을 구체화 2024년 12월 최종 확정된 이 계획은 총 218억달 러 규모로, 미드웨스트 전역을 관통하는 3,631마일의 765kV 및 345kV 기간망 건설을 골자로 한다. 이는 광역 신규 건설위주로 진행되는 초대형 프로젝트이며, 전체 예산의 상당 부분이 765kV용 변압기 및 차단기 등에 배정될 수밖에 없는 구조 2030년대 개통을 목표로 하는 만큼, 2026년부터 관련 업체들의 실질적 인 수주가 가시화될 것으로 전망 PJM: 신규 765kV 송전선로 도입 미국 최대의 전력망 운영 기관인 PJM의 2025 RTEP Window 1 분석 결과 역시 765kV 중심의 투자 확대 기조 PJM이 권고한 총 투자 규모 118억달 러 중 38.6%가 서부 지역 전압 안정화를 위한 Proposal 570과 서부와 동부를 잇 는 전력망 확장 사업인 Proposal 237에 집중 각 사업은 신규 765kV 송전 선로 도입을 목표로 하고 있으며, 전체 사업 비용 중 765kV 관련 프로젝트 비중 은 각각 85%와 95%에 달함 약 ...

1. 등장배경 두뇌가 아무리 똑똑해도 심장이 약하면 몸이 못 버티듯, 전기로 움직이는 모든 것에는 전력반도체가 필요 - 특히 반도체 회로 -> 전력을 공급하는 전력반도체가 필요함 전력 변환 역사 1) 1950s 이전: 진공관, 수은정류기 2) 1950s: Si 다이오드, 트랜지스터 -> 반도체 시대 개막 3) 1980s: MOSFET, IGBT -> 산업/가전 본격 적용 4) 2010s~ : SiC, GaN(화합물) -> 고전압/고주파/고온 대응 21세기 - 전기차, 신재생에너지, 데이터센터 - 전기먹는하마 -> 기존 실리콘(Si)기반 전력반도체로는 효율 한계 - Si 전력반도체는 고전압 환경에서 전력효율이 낮아짐 - 고온(150℃) 이상에서는 반도체 성질이 약화되는 단점 SiC(탄화규소), GaN(질화갈륨) 같은 화합물 반도체가 떠오름 2. 핵심개념 전기 통역사 + 수도꼭지 전력반도체가 하는일 = 전기를 '필요한 형태로' 바꿔주는 4가지 변환 담당 1) 정류(AC->DC): 콘센트의 교류를 직류로 (다이오드) 2) 인버터(DC->AC): 베터리 직류를 모터 구동용 교류로 (IGBT, MOSFET) - 위상전환 3) 컨버터(DC->DC): 전압 레벨 변경 (e.g. 800V -> 12V) 4) 스위칭(ON/OFF제어): 전기 흐름을 빠르게 끊고 잇기 주요 소자별 특징 1) 다이오드: 일방통행 도로 (단순, 저렴, 제어불가) 2) MOSFET: 빠른 스위치 (고속 스위칭, 600V 이상 ...