국내 연구진이 별도의 외부전력 없이 태양광 패널 표면의 오염물질을 제거하는 기술을 개발했다.
대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 이주혁 교수팀은 삼성전자 생산기술연구소 승완철 박사 연구팀과 함께 외부의 별도전력 없이 풍력을 이용해 스스로 패널 표면에 붙어있는 먼지 등의 오염물질을 제거하는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.
태양광 발전은 탈석탄 시대에 중요한 친환경 발전원이지만 패널 표면에 먼지 등 오염물질이 쌓이면 전력 생산효율이 급격히 떨어진다는 단점이 있다. 지속적인 관리가 필요하기 때문에 많은 인적자원이 소요되며, 산악지대, 사막 등 접근이 어려운 환경에선 관리가 더욱 힘들어진다.
이같은 문제를 해결하기 위해 최근에는 전기장을 활용해 표면의 먼지를 제거하는 전기역학스크린(EDS) 기술이 개발되기도 했다. 그러나 EDS 기술은 고전압이 필요하기 때문에 외부 전원이 필수적이어서 장소가 제한되고, 유지비용도 더 많이 든다는 한계가 있었다.
이에 연구팀은 이같은 한계를 극복하고자 풍력으로 직접 구동되는 3상 회전형 마찰대전 발전소자와 3상 EDS 전극 패턴을 설계해 오염물질을 원하는 방향으로 이송하는 자가발전형 3상 EDS 시스템을 개발했다. 이 기술은 풍력으로 전기장 형성에 필요한 전력을 생산하고, 패널 설치 각도와 무관하게 먼지를 한 방향으로 몰아 제거하는 것이 가능해 높은 제거 효율을 유지할 수 있었다.
실험 결과, 3상 회전형 마찰대전 발전소자는 최대 1383볼트(V)의 고전압을 생성했고, 먼지 제거 효율은 84.48%로 지난해 연구팀이 개발했던 초기 버전 대비 1.6배 향상된 성능을 보였다.
이주혁 교수는 "이번 연구의 핵심은 풍력으로 생성한 3상 고전압을 이용해 먼지를 원하는 방향으로 이동시키며, 별도의 외부 전원이 필요없는 점"이라며 "태양관 패널 유지관리 비용을 줄이고, 다양한 환경에서 효율적으로 적용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 에너지 분야 세계적 권위지인 '나노 에너지'에 지난 6월 20일자에 게재됐다.
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