투명 태양광 유리, 농업의 미래를 바꾸다… 에너지 자립형 스마트 온실 실험 성공
호주의 머독대학교(Murdoch University) 연구진과 클리어뷰 테크놀로지스(ClearVue Technologies) 소속 전문가들이 공동으로 수행한 연구가 농업 분야에 큰 변화를 예고한다.
연구진은 투명 태양광 유리를 농업용 온실에 적용해 에너지 자립형 스마트 온실의 가능성을 입증했다. 해당 연구는 과학 학술지 'Cleaner Engineering and Technology'에 발표됐다.
연구진은 “현재까지 실제 작물 생산, 전력 생산량, 에너지 소비 등을 종합적으로 평가할 수 있는 완전 가동형 태양광 온실 사례는 없었다”라고 밝히며 이번 연구의 의의를 강조했다.
고투명도 태양광 유리 개발
연구진은 햇빛을 투과시키면서도 내부 단열이 가능하고, 동시에 전기를 생산할 수 있는 고투명도 태양광 유리를 개발했다. 이 유리는 클리어뷰 테크놀로지스가 공급하였으며, 이를 바탕으로 호주 퍼스(Perth)에 실제 크기의 실험용 온실을 건설했다. 온실은 각각 길이 8m, 너비 6m의 네 개 구획으로 나뉘어 있다.
다양한 유형의 유리로 성능 비교
1번 구획은 일반 유리로 구성되어 비교 기준 역할을 하였으며, 2번, 3번, 4번 구획에는 각기 다른 종류의 태양광 유리가 설치되었다.
2번 구획은 도핑 농도가 낮은 두 겹의 PVB(폴리부틸렌 비닐) 필름이 적용된 태양광 유리다.
3번 구획은 2번 구획과 유사한 유리지만, 보다 높은 발광 특성을 지닌 PVB가 추가 적용되었다.
4번 구획은 2번과 동일한 PVB 한 겹과 일반 PVB 필름을 추가하여 구성했다.
총 153장의 태양광 유리가 설치된 이 온실에서는 상추, 시금치, 피망 등 18종의 식물이 재배되었다. 생산된 전기는 주간 동안 온실의 환기 시스템, 에어컨, 차양막 작동에 사용되었고, 남는 전기는 전력망에 공급되었다.
에너지 절감 57%, 수분 소비 29% 감소
2021년 7월부터 2022년 9월까지 약 1년 3개월간 진행된 실험에서 태양광 유리를 사용한 온실은 일반 유리 온실에 비해 에너지 소비를 57% 줄였으며, 물 소비도 29% 감소했다. 작물 수확량은 일반 유리 온실과 대체로 비슷했으며, 다만 쌀과 옥수수는 수확량이 저조했다.
농업의 미래, 태양광 유리 온실
이번 연구는 농업의 지속 가능성과 에너지 자립을 동시에 달성할 수 있는 가능성을 보여주었다. 특히 물과 에너지 사용을 크게 줄이면서도 작물 생산량을 유지한 점은 기후 변화와 에너지 위기 속에서 주목할 만한 성과다.
향후 기술 상용화와 유리 가격 하락, 다양한 기후 조건에서의 실험이 뒷받침된다면 태양광 유리 온실은 미래 농업의 핵심 솔루션으로 자리매김할 가능성이 크다고 평가된다.
에코저널리스트 쿠 ecopresso23@gmail.com
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