'태양광'과 '태양전지'가 만드는 미래! '태양광 생활의 발견'

요즘 인터넷이나 뉴스미디어에서 태양광 산업 혹은 태양전지에 대한 소식들을 너무나도 쉽게 접할 수 있습니다. 필자의 경우, 특히 요즘 들어 초등학생이나 중학교 학생들로부터 태양전지에 대한 심도 있는 질문을 자주 받는데, 이런 것을 보면 태양전지는 더 이상 낯설고 어렵고 신기한 대상이 아니라, 곧 우리의 삶을 윤택하게 해주는 에너지 제공수단이라고 인식이 확대되고 있다는 생각을 하게 됩니다.

제가 어렸을 때, 태양전지는 전자계산기나 손목시계에서만 볼 수 있었습니다. 하지만, 알고 보면, 1950년대 말부터 태양전지는 이미 인공위성, 무인도의 등대, 방송 중계용 장비 등 발전소에서 만든 전기를 직접 송전하기 어려운 지역에서는 제한적으로 사용 되었다고 하네요.

이런 태양전지는 1970 년대 오일쇼크를 경험하면서 다시 한 번 관심을 불러 일으켰지만, 여전히 낮은 효율과 비싼 가격 때문에 태양전지의 용도는 크게 넓어지지 않았습니다.


값비싸 외면받던 태양광·태양전지가 주목받는 이유는?

태양전지가 다시 주목받기 시작한 것은 1990 년대에 지구온난화 문제가 전세계적 잇슈로 대두되면서입니다. 이산화탄소를 발생하지 않는 청정에너지와 고갈되지 않는 지속가능한 에너지 라는 특성 때문에 기존의 화석·원자력·수력 발전을 대치할 수 있는 에너지 원으로서 다시 주목을 받게 되어 오늘에 이르게 됩니다.

한화 역시 새로운 에너지원으로서의 '태양광'에 집중하며 국내에서 신재생에너지 분야 주목받는 기업으로 부각되고 있는데요. 수직계열화를 갖춤으로써 대표적인 태양광 기업으로 거듭나고 있을 뿐만 아니라, 2차전지 소재(양극재) 사업에서도 성과를 거두고 있다는 점도 주목할만 합니다. 2차 전지란 1차 전지와 달리 충전이 가능한 환경친화적 전지로 노트북이나 휴대전화용 소형전지부터 자동차용과 에너지저장용 등 중대형 전지까지 다양하게 쓰이고 있는 것인데요. 이제는 한화에서 태양광은 빼놓을 수 없는 존재가 되었다고 이야기할 수 있습니다.

이러한 태양전지, 아직은 멀게만 느껴지신다구요? 꼭 그런 것 만은 아닙니다. 이제는 서울시내 곳곳에서 쉽게 볼 수 있게 되었습니다. 넓은 면적으로 지붕 위에 달려 낮에는 전기 계량기를 거꾸로 돌게 하는 발전용에서 이제는 자동차전용 도로의 속도 제한을 나타내주는 LED 패널, 태양전지 장착 자동차까지.

이외에도 태양광을 활용한 태양전지는 우리의 삶을 어떻게 윤택하게 해 줄 수 있을까요?

                                                                                                                       출처 / SUSTAIN

위 사진은 낙타 등위에 설치한 태양전지로 작동하는 친환경 냉장고입니다. 과연 어떤 상황에 사용하길래 태양전지까지 설치해 놓았을까요? 이 프로젝트는 오지에 사는 원주민들의 건강 증진을 위해 노력해 온 케냐의 한 단체에서 제안한 것으로, 태양광을 이용하는 소형 냉장고를 만들어 낙타 등에 싣고 다니면서 오지의 원주민들에게 백신이나 의약품을 전달해 주려는 목적이죠. 태양광이 인류복지를 위해 쓰이는 예라고 할 수 있습니다. 

                                                                                                                         출처 / TopGear

위 사진은 태양전지가 차의 지붕에 달린 버스입니다. 현재 미국의 25개주에서는 “공회전 금지법”을 시행 중이며, 서울의 몇몇 구에서도 공회전 금지 장소에 정차한 공회전 차량에게 과태료를 부과하고 있습니다. 하지만, 시동을 끈 정차 상태에서도 차량의 실내 에어콘이나 히터 작동, AV 시스템, 무선 인터넷 등 전력사용이 필요하죠.

여러분이 예상하셨다시피, 그 전력 공급을 태양전지가 대신할 수 있습니다. 통계를 보면, 태양전지 장착 버스의 공회전 시간을 30분 단축시 연료비 절감뿐만 아니라, 차량부품 교체 및 유지비용이 20% 절감되고, 공해물질 방출이 6% 나 감소한다고 하네요. 또한, 작렬하는 태양이 내리쬐는 곳에 주차시킨 자동차를 태양전지 전력을 이용하여 내부 공기를 환기시킬 때, 실내 평균 온도와 시트 온도가 10 도 가까이 떨어져서 운전자가 차량에 탑승했을 때 쾌적한 실내 환경을 조성해 줄 수 있습니다.  이런 이유로 자동차 회사에서도 태양전지에 많은 관심을 갖고 있답니다.

그럼 과연 미래의 버스 승강장은 태양전지로 인해 어떤 모습으로 바뀔까요?

                                                                                                     출처 / Environmental News

미래의 버스 승강장은 기다리는 버스의 도착정보를 당연히 제공할 뿐만 아니라, 태양전지 전력을 이용해서 인터넷을 사용하거나, 전자기기 충전을 하는 것도 가능합니다.

                                                                                               출처 / 플리커 / natmeister

또한 최근에는 태양전지를 나무의 잎 부분으로 배열하여 전기를 얻고, 저녁에 밝은 조명 역할을 할 수 있는 솔라 트리가 설치되어 도시의 밤을 아름답게 수 놓고 있습니다. 여러분 정원에도 태양광 나무 한 그루씩 심으면, 전기 걱정 없이 지낼 날이 언젠가는 오지 않을까요?  

                                                          KIST가 개발한 솔라트리 모형

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고민재 ㅣ KIST 태양전지연구센터 선임연구원 현재 한국과학기술연구원(KIST) 태양전지연구센터 선임연구원으로 활동하고 있습니다. 태양광 및 신생에너지와 관련된 자세한 문의는 mjko@kist.re.kr로 해주세요.