[인더스트리뉴스 최용구 기자] 바람에너지를 전기에너지로 변환해 태양광발전의 효율을 유지하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.  

31일 DGIST(총장 이건우)는 에너지공학과 이주혁 교수팀이 태양전지 표면의 오염 제거와 예방이 가능한 ‘에너지 하베스팅 소자’를 만드는 데 성공했다고 밝혔다. 

DGIST에 따르면 연구팀은 소모되거나 버려지는 에너지를 재활용하는 에너지 하베스팅 기술을 전기역학 스크린에 적용했다.  

태양전지는 주기적인 유지보수가 필요하다. 패널 표면이 오염될 경우 에너지 생산량이 급격하게 줄어든다. 

참여 연구진. (오른쪽부터) DGIST 에너지공학과 이주혁 교수, 삼성전자 승완철 박사 [사진=DGIST]

이에 따라 무인 세척 기술이 주목받고 있다.

기존의 고압수 분사 등 인력을 투입한 방식은 한계가 크다.

면적이 넓은 사막 또는 산악 지역, 우주 등 극한 환경에선 그만큼 인력 투입이 어렵다.

학계는 전극에 교류 형태의 고전압을 발생시켜 입자를 이동하는 전기역학 스크린 기술에서 대안을 찾고 있다.

다만 태양전지 발전량에 손실을 일으킨다는 것이 문제다. 

DGIST 연구진은 바람에 따른 회전을 통해 고전압의 에너지를 발생시키는 ‘마찰대전 발전소자’를 새로 개발했다. 

마찰대전 발전소자는 △테플론 △나일론 △폴리에스터 파이버로 구성됐다.

해당 개발에는 삼성전자 생산기술연구소 승완철 박사도 참여했다.  

이들 연구진은 소자의 회전 속도로 인한 전압의 변화를 토대로 ‘풍속’과 ‘출력’의 관계를 분석했다. 

그 결과 높은 풍속과 빠른 회전 등 조건 시 최대 2,300V의 고전압이 생성됐다.

연구진은 마찰대전 발전소자로 ‘자가발전형 전기역학 스크린’을 제작해 패널 표면의 오염물을 제거했다.

이를 통해 태양전지 출력이 90% 이상 회복된 것을 최종 확인했다. 

이주혁 교수는 “자연에서 존재하는 바람에너지를 전기에너지로 변환하여 태양전지 표면 오염을 방지 및 제거하는 기술을 개발하게 됐다”며, “미태양에너지의 효율을 극대화할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

기술 실용화에 대해선 “고출력의 에너지 발전소자 개발과 전기역학 스크린 기판의 지속적인 개발이 필요하다”고 설명했다. 

한편, 이번 연구 결과는 에너지 공학 분야 국제 학술지 ‘Nano Energy’에 게재됐다.

[최용구 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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