미군 첨단군복 해부, 태양광 활용 전력 공개!

최근 미국방성이 태양광 장치들을 군장치에 이용하겠다고 발표해 관심을 끌고 있습니다. 미국방부의 발표는 단순히 군부대 내에 태양광 발전기를 만들어, 생산된 전기를 군부대 조명이나 난방에 쓰겠다는 의미가 아닙니다. 군대에 쓰는 다양한 장비들, 예를 들면 미니컴퓨터, 야시경, 손전 등을 태양광으로 충전하는 것으로 바꿀 수 있다는 의미이기도 하죠. 심지어는 태양광 발전을 할 수 있는 텐트도 도입될 수 있는 것입니다.

태양광을 도입하면 미래의 군대 모습도 달라질 것입니다. 태양광발전을 도입하면, 수시로 감시하고 연료를 재 주입해야 하는 전통적인 에너지와는 달리, 이를 유지 보수하는 인력과 시간을 대폭 줄일 수 있게 되죠. 또한 전장에서는 각종 독성 화합물로 이뤄져 있는데다 과열로 폭발할 수도 있는 리튬이온 전지의 사용을 대폭 줄일 수 있을 것으로 보이는데요. 현재 연구되고 있는 태양광을 활용한 미래 군대의 모습을 소개해드릴까 합니다.


배낭에 부착할 태양광 발전 판넬(Solar panel equipped backpacks)

전장에서의 필수품인 배낭을 발전기로 만들 수 있다면 여러 가지로 유용할테죠. 그러자면 자유롭게 구부릴 수 있는데다 무게도 가벼워야 합니다. 하지만 이는 먼 미래 얘기가 아닙니다. 아프카니스탄이나 이라크 등 중동지역에서 작전을 펼치고 있는 호주군과 영국 SAS가 공동으로 2백만 달러짜리 프로젝트를 진행 중이기 때문입니다.

이 연구의 핵심은 비밀화합물로 만들어질 전기생산용 판넬입니다. 400g에 지나지 않는 판넬이지만, 깜짝 놀랄만한 성능을 갖추고 있는데요. 직접적인 태양빛이 아니라 태양의 방사선(sun’s radiation )을 이용해 인공광합성 방식으로 전기를 생산해내는데, 구름 낀 날씨에도 이용이 가능하다는 점이 특징입니다.

 이미지출처: ecofriend       

손목에 차는 컴퓨터

미국 HP는 손목에 찰 수 있는 소형 컴퓨터를 개발하고 있습니다. 200마이크론 두께의 소형 디스플레이를 장착한 이 컴퓨터는 군전산망과 연결되도록 설계되어 있어 화면을 보면서 이동방향을 파악하고, 작전 지시를 받을 수도 있죠. 아무리 좋은 장비라도 동력이 많이 든다면 그 쓰임새는 제한될 것입니다. 하지만 HP가 개발중인 기기를 구동시키는 에너지를 태양광에서 얻는다면 얘기는 달라집니다. 별도의 동력이 필요 없기 때문에 이 장치를 손목에 차는 것으로 작전준비가 완료되는 것이죠. HP에서 내년쯤 시제품을 내놓을 계획입니다.

  이미지출처: greendiary       

태양광 군복(gcell pv jacket)

작전 중에 무전기나 통신수단이 단절되어 버린다면 결과는 치명적입니다. 작전 시간이 예상보다 길어지면 종종 배터리 방전 때문에 지휘관의 신호를 받지 못하는 경우가 발생할 수 있죠.

하지만 태양광 전지가 부착된 군복을 입고 작전을 벌이고 있다면, 얘기는 달라집니다. 현재 연구되고 있는 군복은 등쪽에 부착된 태양광 패널을 통해 2W의 전기를 생산, 앞쪽에 있는 650mAh의 리튬이온 배터리에 저장되는 구조입니다. 한 시간 정도 충전을 하게 되면 45분간 통화를 할 수 있는 정도의 에너지를 만들어낸다고 하니, 아프카니스탄처럼 햇빛이 많은 지역에서 작전 중이라면, 더할 나위 없이 좋을 것으로 보입니다.

 이미지출처 : ecofriend       

가벼워 지는 군장

현재 전장에 나서는 미군은 약 70kg의 군장을 지고 나갑니다. 이중에서 10%는 무전기, 플래시 그리고 각종 측정 장비에 전력을 공급하게 될 배터리들이죠. 각종 첨단 장비가 많이 공급될수록 군장의 무게는 무거워 질 수밖에 없습니다.
하지만 현장에서 태양광으로 전기를 만들어 내기만 한다면, 얘기가 달라집니다. 배터리 무게를 훨씬 줄일 수 있기 때문인데요. 실제로 Glasgow 대학에서 영국군을 위해 낮에는 태양광으로 밤에는 열로 발전을 할 수 있는 전지를 개발하고 있습니다. 거친 야전의 환경을 견딜 수 있도록 특수코팅 필름이 함께 개발되고 있는데, 전장 군인들의 군장이 가벼워질 날도 얼마 남지 않았습니다.


태양광 추진 박쥐 정찰기(Solar Powered COM-BAT Spy Plane)

각종 군사정보를 수집하기 위한 무인 정찰기에 대한 연구는 꾸준히 진행되어 왔습니다. 이러한 정찰기를 작전에 적용하기 위해서는 적은 연료로 오랫동안 공중에 떠 있어야 하는데요. 만약 정찰기가 태양전지로만 운영될 수 있다면, 정보수집이 한결 쉬어질 것입니다.

현재 미시간대학교에서 별도의 에너지 공급없이 운용이 가능한 박쥐모양의 정찰기를 연구하고 있습니다. 강철 날개를 단 이 비행기는 군 작전 지역에서 손쉽게 필요한 정보들을 수입하는데 쓰이게 되는데요. 미군에서도 그 가능성을 보고 1천만 달러의 연구비를 내고 있죠. 여기에는 일반 태양광 전지보다 2배 정도 효율적인 양자점 태양전지(uantum dot solar cells )가 사용될 전망입니다.

 이미지출처 : solarenergydream       

태양광 장비들이 군에서 사용되려면 신뢰성(Reliability), 즉 검증된 성능이 필수적입니다.
그렇지 않다면 실전에서는 치명적인 위험에 노출될 수 있기 때문이죠. 태양광 발전에 필요한 모듈을 군에서 쓰기 쉽도록 얇고 가볍고 휴대가 편하게 만들어야 하는 과제도 남아 있습니다. 하지만 이미 개인 병사들이 사용하는 휴대폰, 닌텐도 게임기, DVD플레이어 등 소형기기들을 충전할 수 있는 태양광 충전기는 이미 보급이 되고 있다는 점에서, 군대에서 태양광 사용은 그리 멀리 않은 미래의 일인 듯 합니다.  

이미지출처 : greendiary       

우리나라 군대의 태양광은 한화가 책임질까?

최근 한화의 태양광 행보가 심상치 않습니다. 국내 기업에서는 볼 수 없을 정도로 발빠르게 태양광 산업에 몰입하는 모습을 보여주고 있는데요. 최근 미국의 태양광 기업인 '원루프에너지'와 '크리스털 솔라'를 인수해 미국의 태양광 산업으로의 진출을 보여주는 것만으로도 한화가 태양광에 얼마나 집중하는지 알 수 있죠.

특히 크리스털 솔라는 태양광 발전 부분품(모듈) 생산과 관련해 혁신적인 기술을 지닌 벤처입니다. 기존의 생산 방식에서 일부 과정을 건너뛸 수 있는 기술로, 이를 활용하면 생산 비용이 덜 들고, 제품을 더 얇게 만들 수 있습니다.

앞서 말씀드린 군대의 태양광 도입 사례는 모두 외국의 것입니다. 하지만, 너무 실망하기에는 이르지 않을까요? 한화가 태양광을 향해 지금처럼만 달려간다면, 외국 못지 않게 우리나라 군대의 태양광 도입 역시 발빠르게 진행되지 않을까 라는 기대를 걸어봅니다.

*이 컨텐츠의 모든 저작권은 한화그룹 공식 블로그 한화데이즈에 있습니다.

유상연 | 과학칼럼니스트 前중앙일보 기자. 前인터넷과학신문 사이언트타임즈 창간 편집장을 역임했으며, 현재는 과학칼럼니스트로 '과학의 향기' 필진으로 활동하고 있습니다. 블로그 : http://blog.naver.com/steditor