파워의 선택 - Active PFC ( Power Factor Correction ) 역률?

파워(PSU)를 구입하실때
사이트나 제품 상자등의 광고문구에
Active PFC 회로 채용, 역률 99% 이런 문구등을
많이 접하실것입니다. 
그리고 전기세를 줄일 수 있다고 그러면서 광고하죠.

먼저 결론 부터 말하자면...
우리나라의 일반 가정에는 해당사항이 없다는 것입니다.

그러나,
한국전력과 별도의 역률(Power Factor)에 따른 보상 계약을 맺은 건물의 PC방이나, 공장등은  절감효과를 볼수있으나 그 양은 미비합니다. ( 최대 5% - 역률 90% 기준 )

PFC ( Power Factor Correction )는 역률 개선 회로입니다.
Active PFC ( Power Factor Correction )를 제대로 설명하기위해서는
역률을 알아야 되고, 유효전력과 무효전력, 피상전력을 알아야 될것입니다.
듣기만 해도 머리아프죠? ^^
대학졸업과 함께 던저버린 Sin, Cos공식이 나오게 되고, 수식이 들어가면 더 어렵게 느껴지니.. 그냥 말로 때우겠습니다. ^^

조금이나 실생활에 도움이 되는 정보를 담고자 한것이지, 전공서적 내용을 넣고 싶은 생각은 없거든요 ^^

사람이 만든 모든 물건은 사람을 닮기 마련입니다.
일을 시키면 일하는 사람이 있는반면...
요리조리 피하면서 팽팽~ 노는 사람도 있듯이...
전력 역시... 이상적인 것이 있고, 실제의 현실이 있는 것이죠.

전력은 실제로 일을 하는 유효전력과
일을 하지 못하고 낭비되는 무효전력으로 구분됩니다.
그리고
피상전력이란 전기상에서 아무런 손실없이 공급한 양만큼 그대로 완벽하게 100% 일하는 것을 말하는데... 현실에서는 불가능한 것이죠.

이전 포스트에서
교류와 직류를 언급할때 교류는 형태가 변한다고 했습니다. 웨이브 모양의 사인파 형태로 전압, 전류가 공급되는것이 교류의 특성이라고 했는데...
이것이 소비가 될때 부하의 종류마다 위상각의 차이가 발생하게 됩니다.
이 위상각의 차이가 역률(PF)입니다. 

 역률(PF : Power Factor)은
피상전력에 대한 유효전력의 비율을 말합니다. 전체 입력되는 전력분 중에 실제로 일을 하는 전력의 비를 말하는것이죠.

다시 말하면...
실제로 걸리는 전압과 전류가 얼마나 유효한 일을 하는가 비율이 역률이고,
역률이 높다는 것은 그만큼 유효전력이 크다는 것이고,
반대로 역률이 낮다는 것은 무효전력이 크다는 의미입니다.

방학이나 시험 치기전에 계획을 짜죠?
             이때의 계획은 피상전력에 해당됩니다.
               그리고 실제로 이걸 실천하는것은 유효전력이죠~ .
               즉 역률은 계획대로 얼마나 잘 실천했느냐? 이 정도를 나타내는 것이죠~ ^^ 
               그런면에서 저는 역률 50%도 안될듯 합니다. ^^

                        파워(PSU)선택에 있어서 다른 용어에 대한 설명입니다.

                              파워의 중요성 ( PSU : Power Supply Unit )

                          Active PFC ( Power Factor Correction ) 역률?

                                  80PLUS 그리고 직류(DC)와 교류(AC)

                             멀티레일(Multi Rail)? 싱글레일(Singlr Rail)?

                                       리플 노이즈 (Ripple & Noise)

조금더 실질적인 예로 들어가서...
우라나라의 경우는 미국이나 유럽지역과는 달리 무효전력에 대한 과금이 없습니다.
우리가 가정에서 소비하고 전기세로 매달 지불하는것은 유효전력입니다.

그런데 이 유효전력을 계산하는 공식은...

유효전력 W =  V(전압)  x  I(전류)  x PF(역률)   입니다.

이것은....
 I(전류)  x PF(역률) = W(유효전력) / V(전압) 입니다.

자신의 PC가 500W를 소모한다고 할때....
가정에 들어오는 전압은 항상 220V이고,
역률이 80%일 경우와 100% 일때로 나눠서 생각할때...

역률이 80%일때는
500W = 220V X I(전류) X 0.8 일때
전류( I )는 2.84A 입니다.

그리고 역률이 100% 일때는
500W = 220V X I(전류) X 1.0 일때 전류( I )는 2.27A 입니다.

위의 계산에서 알수 있득이 
역률이 80%로 낮을때는 전류( I )값이 올라가고...  역률이 높을때는 전류( I )값이 낮아지게 됩니다.

즉, 역률이 높아짐에 따른 이득은 소비자의 전기세로 나오는것이 아닌
한전의 전류( I )값이 낮아지는 결과 입니다. 반대로 역률이 낮으면 전류( I )값은 높아지겠죠.

옴(Ω)의 법칙에서 V= I X R 입니다. 이건 I = V / R 이죠
즉 전류( I ) 가 높아 질려면 전압(V)값을 올리던가 아니면 저항 R을 줄여야 겠죠.
저항을 줄이기 위해서는 동일한 길이의 전선이라면... 선을 더 굵은 것으로 교체해야 할것입니다.

그런데 역률이 높아짐에 따라 전류( I ) 값은 낮아집니다.
이것은 한전의 변압기 등의 설비 비용을 줄일수 있게 됩니다. 동일한 용량이라도 전류( I )값이 낮기 때문에 더 많은 가정집에서 사용할수 있다는것이죠. 발전설비의 운용효율이 좋아지는것입니다.

현재 역률의 최대 수혜자는 한전(한국전력)입니다.
역률이 높다는 것은 국가적으로 볼때는 좋을지 모르겠으나,
일반 소비자에게 직접 와닿는 부분은 아니죠.

우리가 환경을 위해서 쓰레기 분리수거를 한다고,
재생지를 사용한다고 그것이 바로 어떠한 이득으로
바로 돌아오지 않는 것과 비슷한 개념입니다.

위에서 우리가 가정에서 소비하고 전기세로 매달 지불하는것은
유효전력이라고 언급했습니다.
Acitve PFC는 무효전력을 최소화하고, 이를 유효 전력으로
변환해 줘서 역률을 높이는 기능을 하는것입니다.

파워의 효율과 역률 둘다 % 로 표기 되기 때문에
파워의 효율과 혼동되고, 은근히 이러한 점을 악용하는 곳도
있으니 참고하시기 바랍니다.

따라서 일반적인 가정에서는 사용하실경우
Active PFC(Power Factor Correction)적용으로인한
역률의 효과는 80PLUS 인증 마크처럼 전기세를 줄일수 있다던가  같은 실질적인 효과는 없습니다.  효율이 높으면 전기세가 줄어들지만 역률이 높음에 따른 단기적인 이득은 없습니다.

역률은 일반적인 사용자에게는 그냥 재활용 또는 친환경 마크 그 이상의 의미는 없음을
알려드립니다. 위에서도 언급했지만 PC방 창업을 계획하시는 분이라면 다르겠죠 ^^