기계연, 태양광-태양열 융합발전시스템 개발

한국기계연구원 나노역학연구실 한승우 박사가 태양광-태양열 융합발전시스템 장치를 소개하고 있다

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 태양전지에서 사용하지 않고 버려지는 태양에너지를 이용해 추가적인 전기를 생산하는 태양에너지 융합발전시스템을 개발했다.

한국기계연구원은 나노역학연구실 한승우 박사팀이 실리콘 태양전지에서 사용하는 가시광선 파장 이외의 영역인 자외선과 적외선을 사용, 열전 에너지 변환 원리를 적용해 전기를 생산하는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

기존의 실리콘 태양전지는 주로 가시광선 영역인 300~1100nm 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 발생시키고 버려지는 영역이었던 자외선 및 적외선 파장의 빛을 렌즈로 모아 열을 발생시켜 전기에너지로 변환시키는 과정을 통해 200~3000nm 파장 영역을 고루 활용해 태양에너지 발전량을 높였다.

연구팀은 먼저 태양열을 이용해 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 평가된다.

사막이나 해양 지역과 같이 환경이 열악해 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.