태양광 발전-LED디스플레이, 하나로 … 부경대 신동윤 교수 연구팀, 신기술 개발

하나의 모듈로 낮에는 태양광 발전을 밤에는 LED 디스플레이로 활용할 수 있는 ‘고효율 태양광용 LED 디스플레이 모듈’이 개발됐다.

국립부경대학교 신동윤 교수 연구팀과 강기환 한국에너지기술연구원 태양광연구단 책임연구원 연구팀은 최근 공동연구를 진행해 태양광-디스플레이 융합 신기술을 개발했다.

공동연구팀은 태양광 모듈과 LED 디스플레이 모듈을 융합하면서도 태양광 모듈의 전기 생산효율 감소를 3%까지 획기적으로 낮추는 데 성공했다.

이번에 개발된 모듈을 건물 외벽에 설치하면 전기만 생산하는 기존 태양광 모듈과 달리 전기 생산은 물론 미디어 재생 기능까지 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

격자형 LED 디스플레이 모듈을 이용해 광고와 영상 재생이 가능한 건물 일체형 태양광 모듈 이미지.

기존 LED 디스플레이 모듈은 태양광 모듈에 도달하는 태양 빛을 과도하게 가려 태양광 모듈 전기 생산효율을 23%나 감소시키면서 두 모듈 융합에 한계가 있었다. 또 LED 디스플레이의 수명이 태양광 모듈보다 짧아 고장 시 태양광 모듈까지 함께 교체해야 하는 문제도 있었다.

연구팀은 격자 구조를 적용해 이 같은 문제들을 해결해냈다. 격자의 교차점에 LED를 설치하고 격자의 빈 곳으로 태양 빛이 태양광 모듈에 간섭 없이 도달하도록 해 탈부착이 가능한 태양광용 LED 디스플레이 모듈을 개발한 것이다.

격자 구조를 적용하면 태양고도에 따라 태양 빛이 비스듬하게 모듈에 입사할 때 격자 그림자로 전기 생산효율이 감소하는 또 다른 문제가 발생하지만, 연구팀은 격자 구조 벽면에 반사판을 설치해 태양 빛을 태양광 모듈로 재 반사되도록 하는 방식으로 이 문제까지 해결해냈다.

연구팀이 이 모듈을 서울의 한 건물에 장착한 시뮬레이션을 진행한 결과 낮 동안 생산한 전기로 밤에 LED 디스플레이 모듈을 최대 22시간 작동할 수 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 연구 결과를 담은 논문 ‘Grid-type LED media facade with reflective walls for building-integrated photovoltaics with virtually no shading loss’을 국제학술지 ‘Applied Energy’(IF: 11.2)에 게재했으며 연구성과물의 특허등록까지 최근 마쳤다.

신동윤 교수는 “이번 연구로 개발한 모듈 기술이 한국의 태양광 산업뿐만 아니라 디스플레이, 건설 등 관련 산업에서의 기술경쟁력 유지에 큰 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

영남취재본부 황두열 기자 bsb03296@asiae.co.kr