한국설비기술협회 데이터센터기술위원회(위원장 연창근)와 칸kharn이 공동으로 조직한 싱가포르 데이터센터(DC) 견학 및 참관단은 10월9일 싱가포르에 위치한 ‘댄포스 지속가능성 기술센터(STC: Sustainability Technology Center)’와 ‘열대기후 지속가능DC 테스트베드(STDCT: Sustainable Tropical Data Center Testbed)’를 방문해 DC쿨링 및 솔루션 동향과 실제 운영상 특이사항 등에 대한 정보를 수집했다.
싱가포르는 아시아‧태평양 DC 허브국가 중 하나로 주목받으며 국가 총에너지소비량의 상당부분을 DC가 차지하고 있다. 향후 DC 에너지소비 비중은 더욱 확대될 전망이지만 적도에서 불과 100여km 떨어진 싱가포르는 열대기후에 속해 충분한 냉각성능을 확보하기에는 불리한 기후조건을 갖고 있다.
이에 따라 싱가포르는 수전용량을 제한하며 엄격한 DC 규제를 가하고 있지만 수랭식 등을 활용함으로써 지속가능한 DC를 구축해 에너지부담을 줄이며 DC 추가구축을 위한 여력을 확보해나가고 있다.
댄포스, 수랭식 솔루션 안정적 운영지원
댄포스가 APEC권역 내에는 처음으로 설립한 STC는 싱가포르 경제개발위원회 지원을 받고 있으며 기술개발과 전략적 파트너십을 통해 지역 내 지속가능성을 강화하고 있다.
글로벌 탈탄소화 솔루션 도입을 위한 주요 관문이자 역량개발 허브로서 APEC 내 현지화를 진행하고 있으며 지역 파트너에게 지속가능한 기술을 효과적으로 구현하는 데 필요한 지식과 기술을 제공하고 있다. 또한 전기화 솔루션 외에도 도입을 검토하는 잠재고객을 위한 교육, 사전테스트, 시운전 장소 등으로 활용된다.
STC에는 댄포스가 공급 중인 글로벌 탈탄소화 솔루션 라이브데모가 전시돼있다. 방문객은 싱가포르 주요 지속가능성 프로젝트 일부에 적용된 기술‧제품을 살펴볼 수 있다.
건물, 식품 및 음료, 육상‧해양 전기화, 산업용 친환경기술 등에 특화된 STC는 다양한 부문에서 도시 탈탄소화와 에너지효율성을 개선하는 기술을 전시했다.
건물부문에는 COP28에서 약속한 지속가능성 공약과 Green Plan 2030 목표를 달성하기 위한 싱가포르 로드맵에 기여할 방안이 제시됐다. 자체 지역냉방을 통해 기존 냉각시스템대비 최대 50%의 에너지를 절약할 수 있다. 싱가포르에서 댄포스가 수행한 케펠베이타워는 45% 이상 에너지절감을 검증한 사례도 소개됐다. 댄포스 열교환기, 센서 제품과 함께 열교환시스템 데모가 전시돼 이러한 에너지절감을 달성할 수 있었던 역량을 설명했다.
특히 DC부문에서는 전력효율성 강화를 위한 솔루션을 지원하는 제품군을 전시했다. 데이터처리를 핵심기능으로 하는 DC는 IT장비 성능이 최우선 고려사항이지만 이를 효율적으로 이용하기 위해서는 최적화된 냉각시스템이 필수적이다. IT장비 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 발열량과 열밀도 역시 동반 상승하므로 보다 에너지효율적으로 냉각하기 위해 리퀴드쿨링이 필요해지고 있다.
댄포스는 이러한 수랭식시스템을 위한 신뢰성 높은 커플링, 호스 등 부품을 공급하고 있다. 세트 구성을 위한 대형 커플링은 물론 랙, 서버단위에 적용할 수 있는 사이즈까지 다양하게 취급하며 리킹디자인을 통해 누수없이 효율적이며 안전하게 유지관리할 수 있다. 특히 퀵 디스커넥트기술을 적용해 주요 유압, 공압, 열관리 응용분야에서 사용편의성을 높였으며 시스템 가동시간을 극대화한다.
STDCT, 열대기후 DC 지속가능성 확보 추진
싱가포르 국립대학교(NUS) 캠퍼스 내에 위치한 STDCT는 싱가포르 정부와 메타가 약 1,700만달러(약 193억원) 규모로 출연해 합작투자로 설립한 실험공간이다. 2021년 6월 착공해 2023년 11월29일 NUS와 난양기술대학교(NTU)가 공동으로 운영을 개시했다.
열대기후에서도 지속가능성을 극대화한 DC운영을 실험하기 위해 혁신적인 쿨링솔루션과 새로운 지속가능성 기준에 적합토록 설계됐다.
현재 싱가포르 내 DC는 전체 전기소비량 중 7%를 차지하는 것으로 알려졌으며 2029년까지 12%로 증가할 전망이다. 이에 따라 싱가포르 정부는 지난해 6월 에너지효율 최적화, 고온운영을 위한 새로운 DC 지속가능성 표준을 발표했다.
기존 공급온도는 22℃ 이하에서 26℃ 이상으로 조정했으며 재생에너지를 활용한 넷제로 DC로드맵을 수립했다. 또한 DC를 위한 BCA(Building Construction Authority) 녹색인증 스킴을 개발했으며 이를 실현하기 위해 IBM, MS, 디지털리얼티 등 민간 코로케이션기업과 협력하고 있다.
현재 STDCT에 관여 중인 기업은 △GF △Ascenix △CBRE △CoolestDC △Danfoss △Dell △Digital Reality △Eaton △GSM △Intel △Keppel △M&C Engineering △Meta △NalcoWater △Nvent △Red Dot △Schneider Electric △Shell △Sygna △Vertiv 등 20개사에 달한다.
STDCT는 열대기후에서 DC 에너지소비 40%, 물사용량 30~40%, CO₂ 배출량 40% 등을 절감하는 것이 목표이며 공랭‧수랭식 조합으로 PUE 1.2를 달성하는 시스템을 개발해 연말까지 가이드라인을 마련할 계획이다.
이를 위해 NUS는 △냉각성능 향상을 위한 액침냉각 및 방열판 설계 △공기‧액체냉각 혼합 DLC(Direct Liquid Cooling) 고성능 하이브리드 설계 △고성능 흡습성소재 활용 냉각효율 혁신솔루션 검증 등 연구를 수행하며 NTU는 △열대지방 DC 공기냉각을 위한 최적 온‧습도 설정점 확립 △TB 내 혁신적 냉각기술 디지털트윈 개발로 실시간 성능모델링‧예측 및 AI최적화 등 연구를 수행한다.
STDCT 내에는 20여개 랙이 2MW 용량으로 가동 중이며 공랭식과 수랭식이 각각 50% 부하를 담당한다. 공랭식은 FWU(Fan Wall Unit)이 활용됐으며 수랭식은 CDU, 드라이쿨러를 포함한 DLC와 단상형 액침냉각이 운용되고 있다.
