김상섭 기자
개발자(좌측부터 김준동 교수, Fabio Matteocci 박사, Aldo Di Carlo 교수.(사진= 인천대 제공)
(뉴스통신=김상섭 기자) 인천대교수연구팀이 세계 최초 물속에서 에너지 생산 태양광기술을 개발해 주목받고 있다.
8일 인천대학교(총장 이인재)는 공과대학(학장 김준동) 전기공학과 김준동 교수 연구팀이 최근 능동적인 수중 태양광발전 시스템을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구는 세계 최초로 물을 매개로 출력이 개선되는 태양광 에너지 발전방법을 개발했다는 점에서 주목받고 있다.
태양광 발전은 빛을 전기로 변환하는 대표적인 신재생에너지 기술로, 친환경 에너지 공급의 핵심으로 주목받고 있다.
그러나 기존의 지상설치 방식은 산림훼손 등의 환경적부작용을 초래할 수 있으며, 먼곳에 설치할 경우 대규모 송전설비구축이 필요해지는 등 설치 및 활용방식에 제약이 따른다.
이번에 개발된 수중태양광 발전기술은 도심내 호수, 해안, 바다 등에서 적용 가능토록 개발되었으며, 수중에서 발전효율이 기존 지상설치방식대비 크게 개선되는 것으로 확인됐다.
이는 공간활용의 효율성을 높이는 동시에 환경훼손을 최소화하면서도 고효율 에너지생산이 가능한 차세대 태양광 전 모델로서의 가능성을 입증한 것이다.
개발의 핵 기술은 물(Water)을 광증대 매개체로 활용해 태양전지로 입사하는 태양광의 양을 크게 개선하는 것에서 비롯된다.
즉 물의 굴절률(1.33)을 효과적으로 이용해 수중 태양광발전의 효율을 증대하는 것이 특징이다.
이번 수중태양광 발전시스템은 두 가지 방식으로 개발, 첫 번째는 빛의 투과가 가능한 투명 태양전지기반 수중발전시스템으로, 수중생태계 유지하면서도 발전가능한 친환경 기술이다.
두 번째는 기존의 상용 실리콘 태양전지를 수중환경에 적용한 방식으로, 해양이나 대규모 호수 등 넓은 수면공간에 설치되는 태양광 발전소에 효과적이다.
기술 개발한 말케시 박사(Malkeshkumar Patel, 인천대겸임교수)는 “수중태양광 발전기술은 수중환경뿐만아니라 기존지상설치형(대지형) 태양광시스템에도 적용이 가능하다”고 말했다
또, “발전시 온도상승으로 인한 열화(출력 저하) 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 기술적 강점을 지니고 있다”고 설명했다.
이어, “수중환경에서는 열관리와 빛의 활용도를 동시에 개선함으로써 태양전지 효율을 2~3% 이상 향상시킬 수 있다고 밝혔다.
그러면서, 태양광 발전 효율의 안정적 유지와 출력 향상에 기여하는 중요한 기술적 진보로 평가된다”고 덧붙였다.
특히 이번 기술의 가장 큰 특장점은 동일한 패턴의 태양전지 모듈을 활용해 지상과 수중 모두에서 발전이 가능한 ‘수륙양용 태양광 발전 시스템’이라는 점이다.
이는 기존 지상형 발전방식은 다양한 환경에서의 실용화 가능성을 제시하는 기술로, ‘세계 최초의 수륙양용 태양전지’ 기술로 주목받고 있다.
연구책임자 김준동 교수는 “이번에 개발된 ‘수중 태양광 발전’기술은 국내 독창 기술로 개발됐으며, 미래 태양광 시장을 선점할 수 있는 핵심기술로 기대된다”고 밝혔다.
또, “본 기술은 태양광 발전을 기반으로 한 탄소중립형 에너지 전환의 핵심축으로 작용할 것으로 전망된다”면서, 기술의 전략적가치와 산업적 파급력을 강조했다.
