지난 15년 동안 태양광 발전 비용이 드라마틱하게 급락함으로써, 일반인들의 흥미를 불러일으켰다. 

태양광 발전 기술이 발달하고 비용이 하락하면서 다양한 형태의 태양광 발전 프로젝트가 등장해서 눈길을 끌고 있다고 클린테크니카가 5일(현지시각) 소개했다. 그 가운데 흥미로운 것을 선별했다. 



#1. 투명한 창문으로 태양광 발전을?

일반적으로 태양광 발전이라고 하면 어두운 색의 편평한 패널을 늘어놓는 것을 떠올리게 된다. 그러나 미국의 유비쿼터스 에너지(Ubiquitous Energy) 같은 회사는 일반 가정과 기업에 도입한 투명 태양광 패널을 선보였다. 즉, 유리 창문으로 전기를 만들고 있다.

유비쿼터스 에너지는 특허 기술(UE Power™)을 통해 눈에 보이지 않는 자외선과 적외선을 흡수하고 전기로 변환하면서 우리가 보는 가시광선을 선택적으로 전송하도록 태양 전지를 설계했다. 이로써 이 회사의 투명 태양광 기술은 미적 측면이나 성능에 영향을 주지 않고 창문이 주변광을 전기로 변환할 수 있게 됐다. 

특허 기술의 핵심은 투명한 태양광 코팅에 있다. 이 코팅은 직물과 페인트에서 발견되는 안료와 유사한 무독성, 지구에 풍부한 재료에서 추출한 빛을 흡수하는 염료로 만들어진다. 이 염료는 건축 자재의 미적 기능을 손상시키지 않고 창문과 일상 물체의 표면에 발전 기능을 통합할 수 있다. 이 기술로 건물의 소비 전력에서 최대 30%까지 발전할 수 있다고 한다.

 

#2. AI 기반 산불 감지

태양광 기술로 산불을 감지하고 관리자에게 알릴 수 있다면 어떨까?

다소 생소해보이는 이 기술은 독일 기업 드라이어드 네트웍스(Dryad Networks)가 전기로 작동하는 후각센서를 개발했다. 이 회사의 산불 진화는 불타는 산림 물질을 감지하고 조기 감지를 위해 최초 대응자에게 신호를 보낼 수 있는 네트워크다. 드라이어드는 태양광 센서를 사용하여 공기 중의 가스 변화를 감지한다.

이러한 센서와 게이트웨이(gateway)는 전적으로 태양 에너지로 작동하므로 대부분의 IoT 장치에 사용되는 리튬 이온 배터리가 필요하지 않다. 센서는 숲 전체에 분산되어 있으므로 시스템은 초기 연기 단계에서도 화재를 더 빠르게 감지할 수 있다.

 

#3. 태양광 발전하는 고효율 EV 캠핑카

근래 국내에서도 캠핑을 즐기는 인구가 늘어나고 있다. 캠핑을 준비하려면 준비해야 할 것이 많지만 디지털 기기가 많아진 요즘 충전할 기기도 많고 이래저래 전기 없이 캠핑할 수가 없다. 그런데 전기차로 태양광 발전을 하면서 캠핑까지 할 수 있는 기술이 있다.

미국 스타트업 앱테라(Aptera)는 일상적인 사용에는 충전이 필요하지 않은 효율적인 태양광 EV를 개발했다. 앱테라 전기차의 하부 구조는 돌고래의 배처럼 급강한다. 이렇게 하면 항력(차량의 움직임에 반대되는 공기 흐름의 힘)이 줄어든다. 앱테라의 전기차를 옆에서 보면, 코가 구부러져 있고 측면을 따라 넓고 몸통쪽으로 가늘어지는 작고 빠른 항공기처럼 보인다. 독특한 모양 덕분에 앱테라 전기차는 오늘날 도로를 달리는 다른 전기 및 하이브리드 자동차에 비해 30%의 에너지를 사용하여 달릴 수 있다.

비록 2인승이지만 주중는 일상적인 심부름과 출퇴근을 위해, 그리고 주말에는 캠핑까지 할 수 있는 실용적인 전기차를 원하는 소비자를 타겟으로 한다.

1회 충전으로 최대 1609킬로미터를 주행할 수 있고 하루 최대 64킬로미터까지 태양광 발전으로 주행한다. 가속능력도 뛰어나서 정지상태에서 시속 96킬로미터까지 4초밖에 걸리지 않는다. 

캠핑할 때는 뒤쪽 공간이 덮개가 있는 텐트로 바꾸고, 차량 자체는 태양광 발전 장치 충전소로도 사용할 수 있어서 다용도 전기차다. 특히, 앱테라의 배터리는 한국에서 2017년에 창업한 이차전지 기업 CTNS가 공급하고 있다.

 

#4. 수직형 태양광 패널

우리는 태양광 패널을 지붕 위에 놓거나 들판을 가로질러 비스듬히 설치하는 것으로 생각하는 경향이 있다. 그러나 특수 양면 태양광 모듈을 수직으로 설치하면 패널의 앞면과 뒷면 모두에서 태양광 발전을 할 수 있다.

이 기술은 토지가 비싸고 제한적이며 농업과 같이 혼합 용도가 필요한 경우 필수적이다. 실제로 미국 에너지부는 태양광과 농업용 토지 사용이 겹치기 때문에 두 산업간 충돌이 발생할 가능성이 있다고 경고한다.

2015년에 설립된 넥스트투선(Next2Sun)의 경영진 하이코 힐데브란트(Heiko Hildebrandt)는 "인구 밀도가 높은 독일에서는 얼마나 많은 토지를 PV에 사용할 수 있는지에 대한 논의가 시작된 지 약 10년 됐다"면서, "많은 사람들이 솔루션을 찾고 있으며 분명히 농업 PV가 솔루션"이라고 주장했다. 

영농형 태양광 발전(agriphotovoltaics 또는 Agri –PV)는 태양광 발전과 농업이 동일한 공간을 공유할 수 있도록 하는 개방형 태양광 발전 개념을 설명하는 용어다.

넥스트투선의 양면 태양광 모듈은 동쪽과 서쪽을 향하는 것이 가장 좋으므로 전기는 주로 아침과 늦은 낮에 생산한다. 기존 남향 PV 시스템에 비해 15% 정도 효율이 높다고 한다.

올해에는 미국 버몬트주 사우스 벌링턴( South Burlington)에서 수직형 농업 발전소를 유치할 예정이다. 4529평 규모의 50.37kWh 규모의 농업용 발전소는 약 10미터 간격의 3열로 양면 태양광 모듈이 배열된다. 총 138개의 양면 태양광 모듈이 전략적으로 배치된다. 특히 이번 프로젝트는 에너지 생산을 넘어 배열한 모듈 사이에서 다양한 채소를 재배하는 방식이다. 

 

• 오는 7월 미국에서는 영농형 태양광 발전 박람회 열릴 예정

클린테크니카는 끝으로 북미에서 영농형 태양광 발전에 관한 박람회(2024 Solar Farm Summit)를 소개했다. 태양광 발전 개발과 농업 생산의 결합으로 인한 북미 토지 이용 르네상스 가능성을 기념하는 박람회다. 

이는 토양, 지표수, 지하수 및 서식지에 대한 태양 에너지의 영향을 이해하고 태양 에너지 개발을 공생 농업 또는 생태계 시스템에 통합하는 다목적 잠재력을 포착하는 방법을 이해할 수 있는 기회라고 한다. 이 박람회는 2024년 7월 8일부터 10일까지 미국 일리노이주에 있는 로우스 시카고 오헤어 호텔(Loews Chicago O'Hare Hotel)에서 열린다.