도시형 태양광 발전을 위한 부착형, 모자이크형 태양광 모듈 기술 개발

< 한국전기연구원 전기재료연구본부 전기변환소재연구센터 차승일 책임연구원 / 한국전기연구원 제공 >

한국전기연구원(KERI, 원장 김남균) 전기재료연구본부 전기변환소재연구센터 차승일 책임연구원은 도시형 태양광 발전을 위한 ‘부착형, 모자이크형 태양광 모듈 기술’ 개발에 성공했다고 밝혔다.

도시에서 태양광 발전을 한다는 것은 기존 태양광 모듈을 도시로 그대로 옮겨오기만 하면 할 수 있는 간단한 문제가 아니다.

도시는 기본적으로 빌딩이 빽빽하게 들어선 곳으로, 태양광 패널(solar panel)을 설치할 수 있는 넓은 대지 같은 공간이 없다.

또한, 온도가 높아지면 효율이 급격하게 떨어지는 태양전지 특성상 열이 잘 식을 수 있도록 건물 벽과 태양광 패널 사이에 여유 공간을 두고 설치해야 하는데, 문제는 화재가 발생할 경우 이 공간으로 불길이 쉽고 빠르게 확산한다는 안전 이슈가 생긴다.

한국전기연구원이 개발한 기술은 유연 모자이크 구조의 태양광 모듈이다.

차승일 책임연구원은 기존 태양전지를 보호하던 유리판을 제거하고, 실리콘(Silicone) 소재로 대체하며 신축성을 높였다. 모자이크 구조의 태양광 모듈 구현을 통해 튼튼하면서도 유연성이 떨어지지 않아 건물에 맞게 자유자재로 설치할 수 있다는 것도 큰 장점이다.

또한, 형상기억합금(SMA, Shape memory alloy)을 사용하여 태양의 위치 변화에 따라 구조를 신축 또는 인장 시키는 방법으로 모듈 모양을 변화시켰다. 이를 통해 태양전지가 햇빛을 스스로 따라다닐 수 있게 하여 많은 에너지를 포집할 수 있게 하였다.

< 종이접기, 곡면 적용 가능한 테셀레이션* 모듈 (*테셀레이션 모듈 : 신축성 커넥터를 활용한 유연 모자이크 구조 태양광 모듈) / 한국전기연구원 제공 >

향후, 차승일 책임연구원은 “건물과 자동차에 부착형, 모자이크형 태양광 모듈 기술을 적용하는 데 큰 걸림돌이 되는 부분을 개선하고, ‘부분 그림자(partial shading)’ 문제를 해결하기 위하여 지속적으로 연구를 이어 나갈 계획”이라고 전했다.

한편, 본 기술은 한국전기연구원 사업화 유망기술로 선정되어, 연구원 성과확산본부 기술사업화실을 통해 수요기업을 발굴하고, 기술이전을 통한 사업화를 적극 추진할 예정이다.