안정적 출력 유지 및 유연성 장점 지녀
도심 건물, 벤치 등 다양한 곳 부착 가능
한국전기연구원(KERI)은 태양광 발전으로 전기 자급자족 실현이 가능한 ‘고효율 유연 태양광 모듈’을 개발했다고 10일 밝혔다.
KERI에 따르면 차승일 전기변환소재연구센터 박사팀은 도시에서 전기 자급자족을 실현할 수 있는 신개념 태양광 모듈 기술을 개발했다.
연구팀은 지난 40년 이상 이어져 온 태양광 모듈 소재부터 구조까지 모든 것을 바꿨다. 기존 태양광 모듈은 태양전지를 보호하기 위해 비싼 강화 유리와 플라스틱으로 감싸는 적층 구조 형태였다.
차승일 박사팀은 유리 없이 실리콘으로 태양전지를 하나하나 밀봉한 뒤, 이들을 서로 연결해 유연한 구조물이 되게 만들었다.
모듈의 전기적 연결 형태도 기존 직렬 연결이 아닌, 설치 환경에 따라 직렬과 병렬(몇 갈래의 길로 나누는 구조)이 혼합된 하이브리드 방식이 가능하도록 했다.
신개념 태양광 모듈 가장 큰 장점은 안정적인 출력 유지 및 안전성, 유연성이다. KERI 모듈은 기존 가연성의 플라스틱을 난연 소재로 대체해 전기 절연성과 내구성이 높다. 또 직·병렬 혼합 구조는 태양광 모듈에 그늘(부분 음영) 문제가 생기더라도 높은 출력을 유지해주고, 핫스팟 생성도 막아준다.
도심 건물은 물론, 벤치와 차광막 등 다양한 곳에 부착해 태양광 발전을 할 수 있다. 뿐만 아니라 연구팀은 디자인적으로도 거리 보도블록이나 욕실 타일 구조와 유사한 테셀레이션(모자이크) 구조를 적용해 도시 환경에서의 활용성과 적용성도 높였다.
태양광 모듈에 일명 ‘해바라기형’ 신기술을 도입해 효율성도 높였다. 태양전지에 형상기억합금을 부착해 모듈이 태양 위치를 스스로 따라가며 모양을 최적으로 바꾸면서 전기를 생산한다. 이를 통해 기존 편평한 태양광 모듈 대비 하루 전력 생산량을 60% 이상 높일 수 있었다.
차승일 박사는 “우리의 기술로 도심 곳곳에서도 무한한 친환경 자원인 태양 에너지를 통해 직접 전기를 자급자족하는 일상이 펼쳐질 것”이라며 “국가적 이슈인 탄소중립 실현과 에너지 안보 강화에 크게 기여할 성과가 될 것”이라고 전했다.
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