[사회/ctn]태양전지에서 사용하지 않고 버려지는 태양에너지를 이용, 추가적인 전기를 생산하는 태양에너지 융합발전시스템이 국내 최초로 개발됐다.

한국기계연구원(원장직무대행 김석준) 나노역학연구실 한승우 박사팀은 실리콘 태양전지에서 사용하는 가시광선 파장 이외의 영역인 자외선과 적외선을 사용, 열전 에너지 변환 원리를 적용해 전기를 생산하는 기술을 개발했다.

기존의 실리콘 태양전지는 주로 가시광선 영역인 300~1,100nm 파장의 태양광만을 활용해 전체 태양에너지 중 약 60%만 사용되고, 나머지 40%는 버려져 왔다. 한승우 박사팀은 기존과 같이 가시광선 영역의 태양광을 이용한 태양전지로 전기를 발생시킴과 동시에, 버려지는 영역이었던 자외선 및 적외선 파장의 빛을 렌즈로 모아 열을 발생시켜 전기에너지로 변환시키는 과정을 통해 200~3,000nm 파장 영역을 고루 활용함으로써 태양에너지 발전량을 향상시켰다.

연구팀은 먼저 태양열을 이용하여 최대 효율 3%인 열전발전시스템을 개발했고, 이를 바탕으로 태양광과 버려지는 태양열을 동시에 이용할 수 있는 융합발전시스템을 개발해 태양에너지 발전의 추가적인 효율 증가를 기대하게 됐다.

태양광-태양열 융합발전시스템의 핵심 기술인 태양 열전발전 기술은 현재 유럽과 미국에서 본격적으로 연구가 시작되는 단계이지만, 기계연은 발전시스템 수준에서 성공적으로 성능평가까지 수행해 원천기술을 확보했다고 볼 수 있다. 특히 사막이나 해양 지역과 같이 환경이 열악하여 태양전지의 효율이 낮은 곳에서는 열전 발전시스템만으로도 태양발전 적용이 가능하다.

연구책임자인 한승우 박사는 "친환경적이며, 무한한 자원인 태양에너지를 이용한 발전기술은 지구의 에너지 문제를 해결할 수 있는 중요한 연구 분야로, 개발된 열전 발전 기술은 새로운 태양에너지 활용 방법이 될 것으로 기대한다"며, "열전 분야에서 나노기술을 이용해 새롭게 개발되는 재료들을 활용해 태양전지와 함께 융합발전으로 상용화 가능성이 더욱 높아질 것으로 보인다"고 밝혔다.

한편, 이 기술은 현재 국내특허가 등록됐고, 국제특허 출원을 완료했다.

정민준 기자 jil3679@hanmail.net 정민준 기자 입니다.

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