새로운 모습의 태양에너지

2017년 6월, 대한민국 1호 원전인 '고리 1호기'가 40년 만에 영구 정지되었다.

이어서 '신고리 원전 5,6호기'의 건설이 중단되면서 국내 에너지 정책의 전환점이 예고되어

탈원전에 따른 대체에너지의 방향에 대한 논의가 활발하다.

이번 포스팅에서는 

다양한 형태로 개발되고 있는 태양광에너지에 대해서 살펴보고자 한다.

지금까지 태양광발전은 대형발전소 형태로 에너지를 생산하거나

건축물의 옥상이나 주차장, 공터에 구조물을 설치하여 

별로 아름답지 않은 형태로 설치되어 온 것은 사실이다.

그러나 태양광 에너지는 이제 보다 더 사용자와 가까운 곳에, 눈에 띄지 않는 형태로 발전하고 있다.

솔라루프 Solar Roof

Solar Roof, Solar City

테슬라(Tesla)는 2016년, 태양광전문기업 솔라시티(Solar City)를 인수하면서

신재생에너지 부문까지 그 사업영역을 확대해

에너지 생산에서부터 소비, 운송에 이르는 에너지 종합회사로 거듭났다.

Solar Roof, Solar City

이와 함께 지난 10월, 지붕재와 일체화된 태양광패널인  '솔라루프(Solar Roof)'를 선보이면서

실제 지붕 소재처럼 보이는 태양광 패널 제품을 발표했다.

테라코타, 슬레이트, 글라스 등 4가지 타입으로 디자인되어

건축물을 외관으로 보았을 때, 각도에 따라 태양광패널이 눈에 드러나지 않도록 하였다.

미루어 볼 때, 테슬라의 전기자동차 모델의 지붕에도 

강화유리 솔라루프가 적용될 것으로 많은 이들이 예상하고 있다.

태양광 블라인드 Solar Gaps

국내에서도 태양광패널을 건축물에 적용할 때,

건축의 형태와 잘 어우러지도록 디자인하는 사례가 늘어나고 있다.

FKI tower(여의도 전경련회관), Adrian Smith + Gordon Gill Architecture, 창조건축

2013년에 완공된 여의도의 전경련회관의 외벽을 아코디언처럼 지그재그모양으로 설계하어,

건축물 전체의 조형을 헤치지 않으면서 입면에 태양광 패널을 설치했으며,

KEPCO Headquater(나주 한전 신사옥), 범건축

2014년 입주를 시작한 나주 한전 신사옥의 경우에도, 

건축 입면을 따라 수직으로 뻗은 방향으로 BIPV가 설치되었다.

이처럼 설계 초기단계에서부터 BIPV의 설치가 계획되지 않는 이상은

건축물의 벽면이나 지붕 한 쪽에 태양광 패널을 장식물처럼 붙일 수 밖에 없었다.

Solar Blind, Solar Gaps

하지만, 솔라 갭스(Solar Gaps)의 태양광 블라인드는 

기존 건축물에도 태양광 패널의 설치를 

스마트하게, 또 보기좋게 해결 해 줄 수 있을 것 같다.

Solar Blind, Solar Gaps

창호 외측에 설치하는 이 제품은 해바라기 처럼 태양을 따라 자동적으로 각도를 변형하고, 

실내로 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있으며 스마트폰으로도 조절가능하다.

와트웨이 Wattway

프랑스가 태양광 전기발전 시설을 아스팔트 도로에 구축한다는 계획을 발표했다.

앞으로 5년 동안 1,000km에 달하는 도로에 태양전지 패널을 설치한다는 것인데,

이 사업에 사용되는 패널은 콜라스(Colas)사가 개발한 와트웨이(Wattway)로 선정되었다.

Wattway, Colas

와트웨이는 두께 7mm의 다결정실리콘 태양전지 패널이다.

콜라스는 이 패널이 도로에 사용가능하도록 인장강도 등 내구성과 적정 수명을 입증받았다.

프랑스 환경부는 4m의 태양광 보도블럭으로 한 가구에서 사용하는 전기의 수요를 충족시킬 수 있다고 발표했다.(난방 제외)

이 패널은 설치되면 20년정도의 내구성을 지니며, 자동차가 미끄러지지 않도록 하는 마찰기능과

태양광을 반사해 아스팔트의 기온상승을 막아주는 효과도 있다.

솔라페인트 Solar Paint

태양광패널 뿐 아니라 페인트 표면 자체에서 에너지를 생산하는 것은 어떨까?

 호주의 로얄 멜버른 공과대학(RMIT)에서는 공기 중의 수증기로부터 무제한 에너지를 생산할 수 있는 페인트를 개발했다.

이 기술의 핵심은 공기중의 수분을 흡수하는 화합물인 실리카 겔(Silica Gel)이다.

Solar Paint, Royal Melbourne Institute of Technology(RMIT)

솔라페인트는 합성 몰리브덴 황화물과 산화 티타늄 입자를 포함하고 있어,

이 화합물과 태양열의 작용으로인해 실리카겔이 흡수한 수분이 산소와 수소로 분리된다.

그런 다음 수소는 '수소 연료'로 수집되는 것이다.

현재는 KCC 차열페인트처럼, 태양열을 반사하여 에너지 효율을 높이는 방식으로 페인트가 사용되고 있지만

근 미래에는 페인트 표면 자체가 에너지를 생산하고 저장하는 것을 상상해본다.

이 제품은 상용화에 최소 5년은 소요될 것으로 예상되고 있다.

KCC 스포탄 상도(에너지) - '다용도 차열페인트'신제품 출시

스마트 텍스타일 Smart Textile

진정한 웨어러블을 생각해볼 때, 태양에너지를 통해 

스스로 에너지를 생산하고 저장하는 패브릭은 가히 혁신적이다.

중국의 지난 대학교(Jinan University)와 총킹대학교(Chongqing University)는 공동연구를 통해 

스마트 텍스타일(Smart Textile)이라는 이름의 태양광 발전 섬유를 개발했다.

Smart Textile, Jinan University + Chogqing University)

섬유가 스스로 전기를 생산할 뿐 아니라, 섬유 내부에 전기 에너지를 저장하는 것인데,

이는 배터리와 같은 저장장치가 필요 없다는 것을 의미한다.

두 가지 섬유로 짜여진 이 패브릭은

 '염료 감응 솔라셀(Dye-sensitized Solar Cell)'섬유와

'슈퍼 콘덴서 섬유(Fiber Super-capacitor)'로 이루어져있다.

전자는 햇빛을 흡수해 전기를 발전시키고, 

후자는 전자를 통해 만들어진 전기를 저장하고, 다른 외부 기기에 전기를 보낼 수 있도록 설계되었다.

현재는 시제품 형태로 개발 초기단계에 있지만, 이를 통한 진정한 웨어러블 디바이스의 가능성이 엿보인다.

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모든 사물이 연결된 4차산업혁명 시대에는 

전기나 배터리에 대한 우려없이 전자기기를 사용 할 수 있는 환경이 조성되어야만 할 것이다.

지난 KCC CMF 세미나를 통해서 보여진 다양한 에너지 저장장치(배터리)를 소개했다.

(종이처럼 둥글게 말거나 구길 수 있는 배터리)

이와 함께, 빌딩이나 제품의 표면 소재 자체가 에너지를 생산하고 저장한다면, 

소재측면에서 현재와는 완전히 다른 차원의 접근이 될 것으로 예상된다.

머지않아 모바일, 자동차, 빌딩 등에 에너지 저장 장치가 필요하지 않을지도 모른다.

KCC도 2017년 에너지사업단을 발족하여 

태양광 에너지사업 뿐 아니라 에너지사업 전반으로 사업 영역을 확대하고 있다.