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한국기계연구원, 태양에너지 융합발전 시스템 개발

  • 등록 2014.04.28 10:11:30
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한국기계연구원, 태양에너지 융합발전 시스템 개발


버려지는 모든 열을 전기로 전환할 수 있다면 얼마나 좋을까? 한국기계연구원 나노역학연구실 한승우 박사팀은 최근 태양전지에서 사용하지 않고 버려지던 40%의 태양에너지를 이용해 추가로 전기를 생산할 수 있는 태양에너지 융합발전 시스템을 개발했다.
지금까지 실리콘 태양전지는 태양에너지 중 60%에 해당하는 가시광선만을 이용하고 나머지 40%에 해당하는 자외선과 적외선은 버려졌다. 그러나 한승우 박사팀은 버려지던 영역에 열전 에너지 변환 원리를 적용해 전기를 추가로 생산할 수 있게 됐다. 즉, 광필터를 통해 가시광선은 태양전지로, 너머지 파장은 프레넬렌즈로 모아서 열전발전기로 발전하는 원리다.
연구팀은 이번 연구의 핵심 기술인 열발전기를 만들기 위해, 먼저 태양열을 이용해 최대 효율 3%인 열전발전 시스템을 개발했다. 이를 바탕으로 태양광과 버려지는 태양열을 동시에 이용할 수 있는 융합발전 시스템을 개발해 태양에너지 발전의 추가적인 효율 향상을 기대하게 됐다.
태양광-태양열 융합발전시스템의 핵심 기술인 태양 열전발전 기술은 현재 유럽과 미국에서 본격적으로 연구가 시작되는 단계이지만, 한 박사팀은 발전시스템 수준에서 성능평가까지 성공적으로 수행했다.
한승우 박사는 “주위의 열을 모아 전력을 공급하는 열전 발전소자는 다양한 분야에 적용이 가능하다”며, “열에서 전기가 발생하는 에너지 변환 원리를 거꾸로 이용하면 열 흐름이 발생, 국부적인 냉각에 이용할 수 있다”고 말했다. 한 박사는 또 “최근 스마트폰, 태블릿 PC, 마이크로 패키지 등 휴대용 전자제품이 보편화 되면서 수요가 늘어난 국소 냉각 기술에 응용할 수도 있다”고 덧붙였다.






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