사람의 발검음으로 태양광 패널 위 먼지 털어낸다

한기대 박진형 교수, 마찰전기 발전기 활용 패널 먼지 제거 기술 개발

[천안]한국기술교육대학교 메카트로닉스공학부 박진형 교수 연구팀이 사람의 발걸음에서 얻어지는 충격 에너지를 전기 에너지로 변환해 태양광 패널의 먼지를 제거하는 원천 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

태양광 패널은 표면에 쌓이는 먼지로 인해 발전 효율이 저하되는 문제가 있어 주기적인 세척이 필요하다. 그러나 손이 닿지 않거나 도심에 분산돼 있는 패널을 청소하기는 어려운 실정이다.

박진형 교수 연구팀은 개발한 기술은 마찰전기 발전기와 전기력 기반 먼지 제거 방식을 적용한 것으로 패널 표면에 깍지 형태의 전극이 배치돼 교류 전압을 가했을 시 진동하는 강한 전기력으로 먼지를 털어내는 구조다. 연구팀은 강한 전기력을 얻기 위해 외팔보 구조와 전하 충전구조를 적용해 충격을 가했을 때 에너지의 손실 없이 진동하며 교류 고전압을 장시간(약 10초/회) 동안 발생시키는 마찰전기 발전기를 개발했다. 이 마찰전기 발전기는 약 50.8%의 높은 에너지변환 효율을 보여였으며, 최대 전압 2.6kVpp(약 17Hz)로 먼지 제거 패널을 충분히 작동시킬 수준의 높은 출력을 발생시켰다. 실험결과 12번의 발걸음을 걷는 동안 태양광 패널의 표면 먼지의 약 79.2%를 제거하는 효과를 거뒀다.

이번 연구는 한국연구재단과 정보통신기획평가원의 지원을 받아 카이스트 기계공학과 경기욱 교수 연구팀과 공동으로 진행했다. 연구결과는 지난 9월 22일 국제학술지 나노 에너지(Nano Energy) 온라인판에 게재됐다.