태양전지 효율 높여주는 '풍력'발전 패널 청소기 개발

디지스트 이주혁 에너지고학과 교수팀,
오염 제거 '에너지 하베스팅 소자' 개발
바람 통한 마찰대전 발전소자 이용해

디지스트 이주혁(오른쪽) 에너지공학과 교수와 삼성전자 생산기술연구소 승완철 박사. 대구경북과학기술원 제공

별도의 외부 전원장치 없이 태양광발전 패널 표면 오염을 제거할 수 있는 신개념 장치가 대구경북과학기술원(DGIST, 디지스트) 연구팀에 의해 개발됐다. 친환경 태양광발전의 효율을 높이는 데 일조할 것으로 기대된다.

디지스트 이주혁 에너지공학과 교수팀은 최근 삼성전자 생산기술연구소 승완철 박사와 공동연구로 태양전지 표면 오염 제거ᆞ예방을 통해 효율을 높일 수 있는 ‘에너지 하베스팅 소자’를 개발했다고 31일 밝혔다.

이 기술은 ‘마찰대전 발전소자’를 이용하여 마찰력을 전기 에너지로 전환하고, 이를 전기역학 스크린에 활용해 태양전지 표면의 오염 방지 및 제거로, 태양광 발전 효율을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

태양광 발전은 친환경이지만, 패널 설치 후 먼지 등으로 덮여 오염되면 햇빛이 발전소자에 제대로 닿을 수 없어 효율이 떨어진다. 이를 막기 위해 주기적으로 고압수로 세척하고, 때로는 화학 세제를 쓰기도 한다. 관리비용 부담과 환경오염 문제도 생긴다.

연구팀은 바람으로 회전하여 고전압의 에너지를 발전시키는 마찰대전 발전소자를 개발하고, 이를 이용해 ‘자가발전형 전기역학 스크린’을 제작해 패널 표면의 오염을 제거하자 태양전지 출력이 90% 이상 회복됨을 확인했다.

이주혁 교수는 “이번 연구를 통해 자연에서 존재하는 바람에너지를 전기에너지로 변환하여 태양전지 표면 오염을 방지 및 제거하는 기술을 개발하게 됐다”며 “향후 해당 기술을 보다 발전시켜서 친환경적인 방법으로 미래 에너지원인 태양에너지의 효율을 극대화할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)의 지원을 통해 진행되었으며, 에너지 공학 분야의 저명 국제 학술지 중의 하나인 ‘나노 에너지(Nano Energy)’에 게재(제1저자 에너지공학과 허민수 석사과정생)됐다.

정광진 기자 kjcheong@hankookilbo.com