시설관리･에너지관리, 전력제어서 온도제어까지
‘에코스트럭처 통합솔루션’으로 효율적 관리･운영
지속가능경영 1위답게 관련 솔루션 잇달아 내놔

[전기신문 양진영 기자] 수많은 데이터가 요구되는 자율주행차, 사물인터넷(IoT)가전 등 4차 산업혁명 기술의 중심에는 ‘데이터센터(Data Center)’가 있다.

미국·중국·일본·영국 등 선진국은 집적화, 고밀도화, 거대화된 하이퍼스케일급의 데이터센터를 구축하고 있다.

우리나라 또한 데이터센터에 대한 관심이 뜨겁다. 삼성SDS는 지난해 약 1000억원을 투입해 강원도 춘천에 클라우드 데이터센터를 구축했으며 경기도 화성시 동탄에 신규 데이터센터를 짓고 있다.

롯데정보통신도 경기도 용인시 기흥구 마북동 일대에 제4데이터센터를 구축하고 있으며 신세계아이앤씨도 지난해 김포에 데이터센터를 세웠다.

카카오는 2023년까지 한양대 에리카캠퍼스에 데이터센터를 짓기 위해 4000억원을 투입했으며 네이버도 세종시에 클라우드 데이터센터 건립을 추진 중이다.

그러나 한편으로 데이터센터는 기후변화의 주범 중 하나로 꼽힌다. 운영에 필요한 막대한 양의 전력을 생산하는 과정에서 환경오염이 발생하고 기후변화에 영향을 주기 때문이다.

이에 글로벌 기업 중 지속가능경영 1위인 슈나이더 일렉트릭은 최근 데이터센터 관련 솔루션을 잇달아 내놓으며 해결책을 제시하고 있다.

◆데이터센터, 전력의 40%가 냉각장치에…디젤연료로 환경오염

사전적으로 데이터센터는 서버 컴퓨터와 네트워크 회선 등을 제공하는 건물이나 시설을 의미한다.

인터넷 검색, 쇼핑, 게임, 교육 등 방대한 정보를 저장하고 웹 사이트에 표시하는 서버 컴퓨터를 모은 곳으로 서비스의 연결성을 위해 안정적인 전력 공급과 인터넷 연결 및 보안이 필요하다.

여러 대의 서버 컴퓨터가 연결되다 보니 컴퓨터에서 방출되는 열기를 식히기 위한 대용량 냉각장치 등 일정한 온도와 습도를 유지하기 위한 항온항습 장치가 필수다.

냉각에 사용되는 에너지의 양은 데이터센터 전체 소비 에너지의 약 40%를 차지하는데 전력 수요를 맞추기 위해 디젤 연료를 사용하는 경우가 많다.

또한 냉각제도 유독성 화학물질로 만드는 경우가 대부분이어서 환경에 부정적인 영향을 주고 있다.

이에 페이스북은 스웨덴에 데이터센터를 세워 북극권 바람을 이용하는 계획을 내놨으며 구글은 핀란드의 항구도시 하미나(Hamina)에 데이터센터를 구축해 바닷물로 열을 식히는 등 친환경 데이터센터도 늘고 있다.

◆에코스트럭처…구축 속도↑ 설비투자↓

슈나이더 일렉트릭은 데이터센터의 인프라 및 에너지관리를 위한 통합솔루션을 제공하고 있다. 데이터센터에 전력 공급을 안정화하고 에너지 효율을 극대화하는 것이 목표다.

슈나이더 일렉트릭의 에코스트럭처(EcoStr uxure)는 IoT와 디지털 기술을 기반으로 하는 실시간 운영, 분석을 통해 향상된 신뢰성, 안전성, 효율성을 제공한다.

안전한 데이터센터 시설 운영을 위해서는 전력 및 인프라 관리 시스템을 통해 가용성과 신뢰성을 확보해야 하기 때문이다. 에코스트럭처는 데이터센터 구축 속도 향상, 낮은 설비투자 및 운영위험 완화 등을 통해 비즈니스 경쟁력을 제공한다.

또 시설의 저전압 및 고압배전 시스템의 운영 효율성을 높이는 에코스트럭처 파워(Eco Struxure Power)는 데이터센터의 전력사용 효율을 높인다.

시스템 내 비정상적인 온도 상승을 조기에 감지해 데이터센터의 전기 화재 위험을 낮춤과 동시에 정기적으로 진행하던 열화상 검사 횟수를 줄이거나 생략할 수 있어 최대 60%까지 전체 수명주기에서 소유비용(TOC: Total Ownership Cost)을 절감할 수 있다.

◆데이터센터 맞춤 UPS…열의 계층화 제거에 효율적

슈나이더 일렉트릭은 다양한 규모의 데이터센터에 맞춰 여러 제품군의 무정전 전원공급장치(UPS)를 보유하고 있다.

메가와트 데이터센터에 특화된 리튬이온 배터리를 장착한 Galaxy V 시리즈부터 중소형 데이터센터에 특화된 Easy UPS 3시리즈까지 높은 가용성을 제공하도록 설계돼 간편성과 높은 운영 효율성을 지원한다.

또한 데이터센터 쿨링과 관련해 실내를 냉각하는 항온항습기와 근접 냉각방식인 ‘InRow 쿨링’, 간접 외기방식인 ‘에어 이코노마이저’, ‘프리 쿨링 냉동기’ 및 ‘이중 마루’ 등 다양한 라인업을 갖추고 있다.

‘에코스트럭처 IT 엑스퍼트(Expert)’와 ‘IT 어드바이저(Advisor)’는 클라우드 기반의 데이터센터 인프라 관리 솔루션이다.

데이터센터 관리자는 모바일 디바이스를 통해 원격으로 설비의 인프라를 파악할 수 있으며 데이터센터의 수익성, 효율성, 가용성을 모니터링할 수 있다. 아울러 문제 발생 시 공간과 시간의 제약 없이 실시간으로 확인 및 대응이 가능하다.

또 ‘에코스트럭처 빌딩 오퍼레이션(EcoStruxure Building Operations)’은 여러 현장에 대한 전력사용효율(PUE)과 건물의 실내 온도 및 상대 습도 등의 정보를 제공해 여러 현장의 PUE 용량 및 에너지 소비 비용을 모니터링할 수 있으며 ‘에코스트럭처 파워 모니터링 엑스퍼트(EcoStruxure Power Monitoring Expert)’는 시설 에너지 제어 및 모니터링 정보를 한 번에 보여줘 전력 및 설비의 통합관리가 가능하다.

◆쿨링 옵티마이즈…부하에 따라 쿨링·팬 조절

미국공조냉동공학회(ASHRE)는 데이터센터의 온도를 18~27°C로 권장하고 있다. 그러나 다수의 데이터센터가 이보다 낮은 온도로 운영 중이다. 낮은 온도를 유지하기 위해서는 많은 에너지가 필요해 결국 운영 비용 증가와 환경오염으로 이어진다.

슈나이더 일렉트릭은 데이터센터 서버에 공급되는 쿨링의 온도를 1°C 만 높여도 전체 에너지 비용의 4 %를 절감할 수 있다고 설명한다.

슈나이더 일렉트릭의 쿨링 옵티마이즈(Cooling Optimize)는 인공지능 기반의 머신러닝을 통해 AI가 스스로 학습하고, IT 부하에 따라 쿨링의 온오프 설정(on/off) 및 팬 스피드를 조절한다. 이를 통해 최대 98%까지 핫스폿을 제거할 수 있다.

지그비 센서를 이용한 데이터센터의 IT 부하에 따른 쿨링 적용 방식으로 모든 항온항습기에 적용이 가능한 것이 특징이다.

현재 다수의 데이터센터 쿨링 장비 운전방식은 23℃ 설정 온도에 팬속도 85~100%로 모든 쿨링 장비가 동일한 기준으로 운영된다. 반면 쿨링 옵티마이즈 솔루션을 적용하면 실시간 온도 변화에 따라 최적화된 쿨링 용량으로 조절할 수 있다.

쿨링 옵티마이즈 솔루션을 적용한 일본 통신사의 데이터센터 2곳은 연간 7억 쿨링 에너지를 절감했으며, 미국의 통신업체는 24개의 데이터센터에 해당 솔루션을 도입해 연간 5500만kWh를 절감한 바 있다. 아울러 국내 대기업 데이터센터 및 대형 IDC에도 적용돼 에너지 절감 효과를 입증했다.

김경록 슈나이더 일렉트릭 코리아 대표는 “급증하는 데이터 요구 상황에 유연하게 대처하는 것이 중요하다”며 “슈나이더 일렉트릭의 에코스트럭처 통합솔루션은 데이터센터 현장의 작업자가 어디서나 하나의 화면을 통해 데이터센터를 운영 및 관리할 수 있어 시설의 운영 효율성을 극대화해 비용을 낮출 수 있어 매우 효과적”이라고 말했다.