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각광받고 있는 '리튬이온 배터리 UPS'

각광받고 있는 '리튬이온 배터리 UPS'


여러분들은 살면서 한 번쯤은 정전을 경험해 보셨을 겁니다. 그런데 만약 정전으로 인해 컴퓨터의 데이터가 날아가거나 공장의 설비가 멈추게 된다면 어떻게 될까요? 중요한 연구가 중단되고 제품 불량으로 인한 금전적 피해가 발생하는 등 심각한 결과를 초래할 수 있을 것입니다. 그러나 우리가 이런 우려를 하지 않아도 되는 이유는 바로 UPS라는 장치 덕분입니다.

UPS(Uninterruptible Power System)란 무정전전원장치를 뜻하며 정전 시 비상전원을 공급해 주는 설비를 말합니다. UPS 내에는 배터리가 있어 평소에는 전력을 저장해 두었다가 정전이 발생하면 전원을 공급해 주는 역할을 합니다.

그런데 UPS는 지금까지 주로 납축전지를 사용했습니다. 납축전지가 옛날부터 익숙하게 사용 해 오던 제품이고 가격도 저렴했기 때문이었죠. 그런데 최근 들어 UPS업계에도 변화의 바람이 불고 있습니다. 바로 글로벌 UPS 선두 업체들이 삼성SDI의 리튬이온 배터리에 러브콜을 보내고 있기 때문입니다.

시장 조사 기관 IMS리서치에 따르면 지난 해 글로벌 UPS 시장 규모는 약 111억 달러에 달할 정도로 규모가 큽니다. 그런데 그 중 리튬이온 UPS가 차지한 시장 규모는 10%도 안된다고 하니 잠재력이 매우 큰 시장인 걸 알 수 있죠^^ 

 

 

 ​글로벌 UPS 시장 규모를 나타내고 있는 그래프로, 2015년 104억달러, 2016년 111억 달러, 2017년 118억 달러, 2018년 126억 달러, 2019년 134억 달러, 2020년 143억 달러이다.

글로벌 UPS 시장 규모

(출처 : IMS 리서치, 억 달러)

 

오늘은 리튬이온 배터리가 왜 UPS 시장의 다크호스로 떠오르게 됐는지 알아 보겠습니다.

 

 

리튬이온 배터리 UPS의 장점

 

UPS시장을 지배하고 있던 납축전지를 리튬이온 배터리가 밀어내고 있는 이유는 바로 제품 경쟁력 때문입니다. 리튬이온 배터리 UPS(이하 리튬이온 UPS)는 납축전지 UPS(이하 납축 UPS)에 비해 여러 장점들이 있습니다.

 

첫 번째, 리튬이온 UPS는 납축 UPS에 비해 수명이 두 배 이상 깁니다. 납축 UPS는 길어야 7년이 지나면 배터리를 교체해야 하지만 리튬이온 UPS는 15년 이상 사용이 가능합니다.

 

리튬이온 배터리UPS 수명 15년 이상, 납축전지 UPS 수명 3~7년 

 

 

둘째, 설치가 간편합니다. 리튬이온 배터리는 납축전지 보다 에너지 밀도가 2배 가량 높기 때문에 UPS 설치 공간을 적게 차지합니다. 기존의 납축 UPS는 건물 옥상이나 지하에 많이 설치가 됐지만 크기가 절반으로 줄어든 리튬이온 UPS는 건물 중간, 사무실 한 켠 등 공간의 제약을 덜 받고 설치할 수 있습니다.

 

리튬이온 배터리UPS 설치공간 부피 작음, 납축전지 UPS 부피 큼

 

 

​셋째, 효율이 높고 출력이 큽니다. 리튬이온 배터리는 납축전지에 비해 빠르게 충전할 수 있고, 납축전지 대비 약 3배 높은 출력을 낼 수 있습니다. 같은 용량의 리튬이온 UPS와 납축 UPS가 있다고 가정했을 때, 납축 UPS가 10분 동안 선풍기 1대를 가동할 수 있다면 리튬이온 UPS는 10분 동안 3대를 가동할 수 있다는 뜻입니다. 즉 리튬이온 UPS는 납축 UPS 대비 3분의 1 규모로도 제 역할을 다할 수 있는 것입니다. 

 

리튬이온 배터리UPS 고출력, 납축전지 UPS 저출력

 

 

넷째, 관리가 용이해 공간과 인력을 효율적으로 운용할 수 있습니다. 리튬이온 UPS에는 BMS(Battery Management System)라고 불리는 제어 장치가 기본적으로 탑재 됩니다. 즉 UPS를 컴퓨터와 연결해 언제 어디서든 온라인 모니터링을 할 수 있고 제어도 할 수 있습니다. 하지만 납축 UPS는 주기적으로 사람이 설비를 직접 점검해야 하고 UPS 내에 설치된 배터리를 하나하나 점검해야 하는 번거로움도 있습니다.

 

또한 납축 UPS는 정상 작동 범위가 20 ℃ 내외로 한정 되지만 리튬이온 UPS는 0에서 40 ℃까지 정상 작동 하므로 냉난방비 역시 절약할 수 있습니다.

 

리튬이온 배터리UPS 원격 검침 관리 가능, 납축전지 UPS 원격 검침 관리 불가

 

 

이러한 리튬이온 UPS의 장점들에도 불구하고 그 동안 납축 UPS가 주로 설치됐던 것은 가격의 제약 때문이었습니다. 리튬이온 배터리 가격은 납축전지 대비 약 2배 가량 비쌉니다. 하지만 리튬이온 배터리도 기술이 진화하면서 생산 가격이 떨어지고 있을 뿐만 아니라 운영 비용 역시 절감되므로 장기적으로 봤을 때 리튬이온 UPS가 가격 경쟁력을 갖추고 있는 셈이죠^^

 

 

삼성SDI의 UPS용 배터리 특징과 글로벌 파트너십

 

삼성SDI는 일찍이 리튬이온 UPS 시장의 잠재력을 알아보고 시장 진입을 준비해 왔습니다. 그 결과 UPS에 적합한 고성능 배터리 라인업을 갖추고 있습니다. 그렇다면 삼성SDI의 UPS용 배터리에는 어떤 강점이 있을까요?

 

첫번째, 업계 최고 수준의 고출력 특성을 갖추고 있습니다.

출력이 높으면 동시간에 많은 전력을 흘려 보내 보다 많은 전자장비를 사용할 수 있다고 말씀 드렸죠. 삼성SDI의 UPS용 배터리는 업계 최고 수준인 납축전지 대비 3배 높은 출력 특성을 가지고 있습니다.

 

이번에는 UPS를 물탱크, 출력을 수도꼭지로 가정해 봅시다. 삼성SDI의 배터리를 적용한 UPS에는 6개의 수도꼭지를 달아 6명이 동시에 물을 쓸 수 있지만, 납축 UPS에는 2개만 달 수 있는 것입니다.

 

현대 사회에서의 정전은 길어야 10분 이내로 일어나는 경우가 대부분입니다. 이 때 단 시간 내 많은 출력을 낼 수 있는 삼성SDI의 UPS용 배터리를 고객들도 선호하는 것입니다. 어때요 조금 쉽게 이해가 되셨나요? ^^

 

두번째 배터리 안전성이 우수합니다.

글로벌 자동차 기업들이 선택한 전기차 배터리와 동일한 배터리 기술을 UPS용 배터리에 적용함으로써 안전성을 강화하고 고객들의 신뢰 또한 얻고 있습니다.

 

마지막으로 다년 간 누적해 온 UPS용 리튬이온 배터리 공급 실적을 보유하고 있습니다.

그 동안 UPS 시장의 고민 중 하나는 리튬이온 배터리라는 새로운 제품에 대한 막연한 불안이었습니다. 그러나 삼성SDI는 6년 이상의 누적된 실적을 가지고 있고 고객들은 삼성SDI를 믿고 사용할 수 있게 된 것입니다.

 

삼성SDI는 지난 2012년 신한은행 데이터센터 공급을 시작으로 리튬이온 UPS 시장에 진입했습니다. 이후 전력 안전성이 매우 중요한 반도체 플랜트, 종합병원 등에 UPS용 배터리를 공급하며 성공적인 운영 실적을 지속적으로 축적해 오고 있죠. 그 결과 삼성SDI의 리튬이온 UPS 누적 수주량은 약 100MWh에 이르고 그 중 절반 가까이를 지난 해에 수주한 바 있습니다. 정확한 통계는 없지만 업계에서는 삼성SDI의 전세계 리튬이온 UPS시장 점유율이 30%가 넘을 것으로 집계하고 있습니다.

 

 

앞으로의 성장이 기대되는 리튬이온 배터리 UPS 시장

 

삼성SDI는 지난 해부터 UPS용 배터리 제품을 본격 출시해 시장 변화를 주도하고 있습니다. 글로벌 UPS 제조사들 역시 삼성SDI와의 협력을 강화하고 있죠.

 

글로벌 3대 UPS 제조사인 슈나이더(Schneider), 버티브(Vertiv), 이튼(Eaton)은 자사의 UPS에 리튬이온 배터리 채용을 공식적으로 발표한 바 있습니다. 그 중에서도 삼성SDI는 독일의 슈나이더와 지난 2012년부터 리튬이온 UPS 개발 협력을 진행해 왔으며 2016년에는 배터리 공급계약을 체결하기로 하는 등 파트너십을 더욱 공고히 하고 있습니다.

 

약 100억 달러에 달하는 UPS 시장의 절반 이상을 차지하고 있는 3대 UPS 제조사들이 리튬이온 배터리 채용을 공식화한 만큼 앞으로 리튬이온 UPS의 시장 성장세를 미루어 짐작할 수 있을 것 같습니다.

 

앞선 배터리 기술을 바탕으로 UPS 배터리의 리튬이온 전환을 선도할 삼성SDI의 활약을 주목해 주시기 바랍니다.