[한국기술뉴스] 조선대학교 전기공학과 김필주교수 연구팀은 높은 태양광 발전 효율로 전기를 발생하는 태양광 가로등 시스템을 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2019년 01월 25일 특허를 출원(출원번호 제1020190010041호)했다. 특허 명칭은 '태양 전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 가로등 시스템’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

환경 오염 문제와 천연자원 고갈 문제가 심해지며 태양광이나 태양열, 풍력 등을 이용한 신재생 에너지에 관한 관심이 증가하고 있습니다. 최근 개발된 태양광 가로등은 주간에 태양광을 이용하고 에너지를 생산해 야간 조명을 제공합니다. 그러나 작은 크기의 태양 전지 모듈을 탑재해 충분한 전기를 발생시키기 어렵습니다. 또한, 넓은 평면 형태의 태양 전지 모듈을 사용해 가로등과 일체감이 떨어지고, 바람에 저항이 커 태풍 발생 시 파손될 위험이 있습니다.

조선대학교 고필주 교수 연구팀은 입체적인 구조를 형성해 높은 발전 효율을 지닌 태양 전지 모듈  방법을 개발했습니다.

입체적인 태양 전지 모듈은 다각형 뿔대 형상을 지녔습니다. 태양 전지 모듈의 바깥쪽에는 집광 렌즈가 배치되어 태양광을 양면 태양 전지로 안내합니다. 모듈의 윗면은 굴절 렌즈 어레이로 이루어져 안쪽으로 입사하는 태양광을 다양한 방향으로 굴절시킵니다. 굴절된 태양광은 하부 반사 패널에 닿아 난반사되어 안쪽에 분포된 집광 렌즈로 이동합니다. 내부와 외부의 집광 렌즈에 의해 태양 전지의 양면에 태양광이 수직으로 입사해 높은 효율로 에너지를 생산합니다. 기구 구조물과 촬상 장치를 이용해 태양의 위치에 따라 중심축을 조절해 모듈의 전기 생산 효율을 향상할 수 있습니다.

입체적인 구조의 태양 전지 모듈은 기존의 넓은 평면 형태의 모듈에 비해 가로등과 일체감이 뛰어나며, 바람의 저항이 작아 파손의 위험이 적습니다. 태양광의 입사각에 따른 전기 생산 효율 문제를 집광 렌즈로 해결해 비교적 일정하고 높은 전기 생산 효율을 지녔습니다. 입체구조를 이용해 외부에 입사하는 태양광과 내부에 입사하는 태양광을 모두 이용해 전기를 생산할 수 있습니다. 본 모듈을 이용해 태양광 가로등과 같이 태양광 발전을 활용한 장치의 전기 생산 효율을 향상하는데 기여할 것으로 기대됩니다.