태양전지에서 사용하지 않고 버려지던 태양에너지를 이용해 전기를 추가로 생산하는 태양광-태양열 융합발전시스템이 국내 처음 개발됐다.
한국기계연구원(원장직무대행 김석준) 나노역학연구실 한승우 박사팀은 실리콘 태양전지에서 사용하는 가시광선 파장 이외의 영역인 자외선과 적외선을 이용해 전기를 생산하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.
기존의 실리콘 태양전지는 주로 가시광선 영역인 300~1100㎚ 파장의 태양광만을 활용해 에너지를 생산한다. 이 때문에 실리콘 태양전지는 전체 태양에너지의 약 60%만 썼다.
한 박사 연구팀은 기존처럼 가시광선 영역에서 전기를 발생시키면서도 버려지던 40% 정도의 200~3000㎚ 자외선 및 적외선 파장의 빛도 렌즈로 모아 열을 발생시켜 전기에너지로 변환하는 융합발전시스템으로 태양에너지 발전량을 향상시켰다. 연구팀이 개발한 열전발전시스템의 에너지 효율은 최대 3% 정도다. 발전량은 태양전지 대비 20%수준이다. 이 수치는 미국 MIT 연구진 등과 대등한 수준이다.
연구팀은 이 기술을 국내에서 특허 등록했다. 국제특허는 출원한 상태다.
한승우 책임연구원은 “열을 전기로 바꾸는 열전발전 기술이 새로운 태양에너지 활용 방법이 될 것”으로 기대하며 “새로운 재료 개발이 뒤따른다면 효율을 더 높일 수 있을 것”이라고 말했다.
그는 또 “발전시스템 수준에서 성공적으로 성능평가까지 수행해 원천기술을 확보한 것으로 봐도 된다”며 “사막이나 해양 지역과 같이 환경이 열악해 태양전지 효율이 낮은 곳에서는 열전 발전시스템만으로도 태양발전 적용이 가능하다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com