전기연, 종이접기처럼 유연한 고효율 태양광 모듈 개발…전력생산 60%↑

"유연성·안전성·효율성 확보된 '도시 환경 최적화' 모듈"

(창원=뉴스1) 강정태 기자 = 한국전기연구원(KERI)은 전기변환소재연구센터 차승일 박사팀이 도시에서의 전기 자급자족을 실현할 수 있는 ‘신개념 태양광 모듈 기술’을 개발했다고 10일 밝혔다.

태양광 발전은 무한한 자원인 햇빛을 이용한다는 장점으로 인해 대표적인 친환경 에너지로 손꼽히고 있다.

이에 도시 내부에서 태양광 발전으로 전기를 생산 및 활용하려는 많은 시도를 하고 있지만, 도시에서는 각종 건물이나 나무로 인해 태양광 모듈의 일부에 그늘이 생기는 현상이 반복돼 발전 효율이 떨어진다.

KERI가 개발한 태양광 모듈은 유연성·안전성·효율성을 모두 확보해 도시 환경에 최적화된 신개념 태양광 모듈이다.

연구팀은 지난 40년 이상 이어져 온 태양광 모듈의 소재부터 구조까지 모든 것을 바꿨다.

기존 태양광 모듈은 태양전지를 보호하기 위해 비싼 강화유리와 플라스틱으로 감싸는 적층구조 형태였으나 차 박사팀은 유리 없이 실리콘으로 태양전지를 하나하나 밀봉한 뒤 이들을 서로 연결해 유연한 구조물이 되도록 만들었다.

모듈의 전기적 연결 형태도 기존 직렬연결이 아닌, 설치 환경에 따라 직렬과 병렬이 혼합된 하이브리드 방식이 가능하도록 했다.

KERI가 개발한 모듈의 가장 큰 장점은 안정적인 출력 유지 및 안전성, 유연성이다.

모듈은 기존 가연성의 플라스틱을 난연소재로 대체해 전기 절연성과 내구성이 높다. 또 직·병렬 혼합구조는 태양광 모듈에 그늘 문제가 생기더라도 높은 출력을 유지해주고, 핫스팟 생성도 막아준다.

종이접기 수준의 유연함으로 도심 건물은 물론, 벤치와 차광막 등 다양한 곳에 부착해 태양광 발전도 할 수 있다.

KERI는 태양광 모듈에 이른바 ‘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.

차 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 말했다.

이번 연구 결과는 영국 왕립화학회(RSC)가 발간하는 에너지분야 과학저널인 '지속가능 에너지와 연료(Sustainable Energy & Fuels)’ 표지논문을 비롯한 총 5개 논문에 게재됐다.

KERI는 미래 모빌리티인 무인 수송기(드론)에도 가볍고 효율적인 태양광 모듈을 적용하는 등 지속적인 연구를 통해 태양광 발전의 활용 범위를 넓혀갈 계획이다.

jz1@news1.kr

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