전기연, 도심형 고효율 유연 태양광 모듈 개발
직렬, 병렬 하이브리드 구조..전력생산 효율 향상
태양을 따라 스스로 움직이며 전력을 생산하고, 종이접기 수준으로 유연성을 갖춘 신개념 도심형 태양광 모듈이 개발됐다.
한국전기연구원은 차승일 박사 연구팀이 유연성과 안전성, 효율성을 모두 갖추면서 도시 환경에 최적화된 태양광 모듈을 개발했다고 10일 밝혔다.
기존 태양광 모듈은 태양전지를 보호하기 위해 비싼 강화 유리와 플라스틱으로 감싸는 적층 구조다. 연구팀은 유리 없이 실리콘으로 태양전지를 하나하나 밀봉한 뒤, 서로 연결해 유연한 형태로 태양광 모듈을 만들었다.
모듈 연결방식도 기존 직렬이 아닌 설치 환경에 따라 직렬과 병렬이 혼합된 하이브리드로 구현했다. 이런 하이브리드 구조는 태양광 모듈에 그늘(부분 음영) 문제가 생겨도 높은 출력을 유지해 주고, 전류가 내부적으로 막혀 화재와 폭발로 이어지는 핫스팟 생성을 막아준다. 특히 기존 가연성 플라스틱을 난연 소재로 대체해 전기 절연성과 내구성을 높였다. 유연함도 갖춰 도심 건물과 벤치와 차광막 등 다양한 곳에 부착해 태양광 발전을 할 수 있다.
연구팀은 태양광 모듈에 '해바라기형' 신기술을 도입해 효율성을 높였다. 태양전지에 형상기억합금을 부착해 모듈이 태양 위치를 스스로 따라가며 모양을 최적화해 전기를 생산한다. 기존 편평한 태양광 모듈 대비 하루 전력 생산량을 60% 이상 높일 수 있다고 연구팀은 설명했다.
차승일 전기연 박사는 "도심에서 무한한 친환경 자원인 태양광에너지를 통해 직접 전기를 자급자족할 수 있을 것"이라며 '국가적 이슈인 탄소중립 실현과 에너지 안보 강화에도 기여할 것"이라고 말했다. 이 연구결과는 영국 왕립화학회가 발간하는 에너지 분야 국제 학술지 '지속가능에너지와 연료' 표지 논문에 실렸다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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