기존 대비 열효율을 최대 30% 가까이 개선한 태양전지 및 태양열 복합형 냉·난방시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 기술은 현재 KAIST 석·박사과정 연구원 4명이 ‘솔라원’이라는 제품으로 창업을 준비 중이다.
KAIST는 태양전지와 태양열 흡열기를 하나의 장치에 집적시켜 전기생산과 난방을 동시에 할 수 있는 복합 시스템을 개발했다고 2일 밝혔다.
이 기술 개발은 백승욱 항공우주공학과 교수와 이동일 항공우주공학과 연구원(박사과정 5년차)이 맡아 진행했다.
현재 실험실에서는 시제품 검증 테스트를 마친 상태다. 이 기술로 창업을 준비 중인 이동일 연구원은 실증 테스트를 통해 완제품을 만든 뒤 올해 말까지 상용화할 계획이다. 함께 창업을 준비 중인 연구원은 기술 개발자인 이동일 연구원과 이지영 화학과 연구원, 박민준 항공우주공학과 연구원(이상 박사과정), 그리고 안형진 항공우주공학과 연구원(석사과정) 등 4명이다.
이들은 충남대 농대 비닐하우스에서 실증테스트를 진행한다. 또 공동연구 파트너인 UAE칼리파 대학에 이 시스템을 시범 설치해 실증 테스트를 진행할 예정이다.
연구진은 태양빛을 받아 전기를 생산하는 태양전지 뒷면에 흡열기를 달아 전지의 열을 식히는 방식으로 시스템을 제작했다. 전지에서 발생하는 열을 내리면 전지 효율이 올라간다. 이 때문에 하루 평균 17%의 전지효율이 개선될 것으로 내다봤다.
단일 동파이프를 써 유량 흐름이 적은 데드존을 없앴다. 또 열전도율이 높은 서멀 페이스트(Thermal Paste)를 사용해 기존보다 열효율을 29%가량 높인 최대 48%까지 개선했다.
태양전지 12개 패널에 흡열기를 설치하면 시간당 3㎾ 전기를 생산한다. 또 물 360리터 온도를 15℃ 올릴 수 있다.
이 시스템은 비닐하우스 등 농업시설과 목욕탕, 식당 등 상업시설, 일반 주택, 공공기관에 적용할 수 있다. 국내 비닐하우스 숫자는 300평 기준 53만개다.
이동일 연구원은 “비닐하우스 농가 겨울철 난방비가 2000만원가량 드는데, 이 시스템을 쓰면 전기를 사용 하면서도 난방비를 절반 가까이 줄일 수 있을 것으로 예상한다”고 말했다.
그는 또 “농촌진흥청 에너지 지원사업의 도움을 받으면 설치비 50%를 지원받을 수 있어 사업전망이 나쁘지 않다”고 말했다.
백승욱 항공우주공학과 교수는 “디자인에 좀 더 투자하면 현재 효율을 상당부분 추가로 개선할 여지가 있다”고 덧붙였다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
