국제에너지기구(IEA)는 2020년 보고서에서 "태양광 발전이 전기의 왕이 될 것"이라고 선언했습니다. IEA 전문가들은 향후 20년 동안 전 세계 태양광 발전량이 현재보다 8~13배 더 증가할 것으로 예측합니다. 새로운 태양광 패널 기술은 태양광 산업의 성장을 가속화할 것입니다. 그렇다면 이러한 혁신은 무엇일까요? 우리의 미래를 만들어갈 최첨단 태양광 기술들을 살펴보겠습니다.
1. 부유형 태양광 발전소는 토지를 차지하지 않고도 더 높은 효율성을 제공합니다.
소위 '수상 태양광 발전'은 비교적 오래되었습니다. 최초의 수상 태양광 발전소는 2000년대 후반에 등장했습니다. 그 이후로 건축 원리가 개선되어 현재 이 새로운 태양광 패널 기술은 큰 성공을 거두고 있으며, 현재까지는 주로 아시아 국가에서 성공을 거두고 있습니다.
부유식 태양광 발전소의 주요 장점은 거의 모든 수역에 설치할 수 있다는 것입니다. 부유식 태양광 패널의 비용은 비슷한 규모의 육상 설치 비용과 비슷합니다. 게다가, 태양광 모듈 아래의 물이 모듈을 냉각시켜 전체 시스템의 효율을 높이고 에너지 낭비를 최소화합니다. 부유식 태양광 패널은 일반적으로 육상 설치보다 5~10% 더 높은 성능을 보입니다.
중국, 인도, 한국에는 대규모 부유식 태양광 발전소가 있지만, 현재 가장 큰 규모의 발전소는 싱가포르에 건설되고 있습니다. 싱가포르에게는 매우 합리적인 선택입니다. 싱가포르는 공간이 매우 협소하기 때문에 정부는 수자원을 활용할 수 있는 모든 기회를 활용할 것입니다.
플로토볼타익스(Floatovoltaics)가 미국에서도 화제를 모으고 있습니다. 미 육군은 2022년 6월 노스캐롤라이나주 포트 브래그의 빅 머디 호수에 수상 태양광 발전소를 건설했습니다. 이 1.1메가와트급 수상 태양광 발전소는 2메가와트시의 에너지를 저장할 수 있습니다. 이 배터리는 정전 시 캠프 맥콜에 전력을 공급할 것입니다.
2. BIPV 태양광 기술은 건물을 자립형으로 만듭니다.
미래에는 건물 옥상에 태양광 패널을 설치하여 전력을 공급하는 것이 아니라, 그 자체로 에너지 생산자가 될 것입니다. 건물 일체형 태양광 발전(BIPV) 기술은 태양광 패널을 건축 자재로 활용하여 미래의 사무실이나 주택에 전기를 공급하는 것을 목표로 합니다. 간단히 말해, BIPV 기술은 주택 소유주가 전기 요금을 절약하고 궁극적으로 태양광 패널 설치 시스템 비용을 절감할 수 있도록 해줍니다.
하지만 이는 벽과 창문을 패널로 교체하고 "작업 공간"을 만드는 것이 아닙니다. 태양광 패널은 자연스럽게 어우러져야 하며, 사람들의 작업과 생활 방식을 방해해서는 안 됩니다. 예를 들어, 태양광 유리는 일반 유리처럼 보이지만, 동시에 태양으로부터 모든 에너지를 수집합니다.
BIPV 기술은 1970년대로 거슬러 올라가지만, 폭발적으로 성장하기 시작한 것은 최근입니다. 태양광 패널의 접근성, 효율성, 그리고 보급률이 높아졌기 때문입니다. 이러한 추세에 발맞춰 일부 사무실 건물 소유주들은 기존 건물에 PV 패널을 통합하기 시작했습니다. 이를 건물용 PV라고 합니다. 최고 성능의 BIPV 태양광 패널 시스템으로 건물을 짓는 것은 기업가들 사이에서 치열한 경쟁으로 번졌습니다. 당연히 사업이 친환경적일수록 이미지도 좋아집니다. 아시아 클린 캐피털(ACC)은 중국 동부의 한 조선소에 19MW 규모의 설비 용량을 구축하여 그 주인공으로 꼽혔습니다.
3. 태양 전지판으로 패널을 광고 공간으로 전환
솔라 스킨은 기본적으로 태양광 패널을 감싸는 포장재로, 모듈의 효율을 유지하고 원하는 이미지를 표시할 수 있도록 해줍니다. 지붕이나 벽에 태양광 패널이 있는 모습이 마음에 들지 않는다면, 이 혁신적인 RV 기술을 사용하여 태양광 패널을 숨길 수 있습니다. 지붕 기와나 잔디밭처럼 원하는 이미지를 선택하기만 하면 됩니다.
신기술은 단순히 미적인 측면을 넘어 수익 창출에도 기여합니다. 기업은 태양광 패널 시스템을 광고 배너로 활용할 수 있습니다. 스킨은 회사 로고나 신제품 홍보 등을 표시하도록 맞춤 제작할 수 있습니다. 게다가 태양광 스킨은 모듈의 성능을 모니터링할 수 있는 옵션도 제공합니다. 단점은 가격입니다. 태양광 박막 스킨의 경우, 태양광 패널 가격 외에 10%의 추가 비용을 지불해야 합니다. 하지만 태양광 스킨 기술이 더욱 발전함에 따라 가격 하락은 더욱 가속화될 것으로 예상됩니다.
4. 솔라 패브릭으로 티셔츠로 휴대폰을 충전할 수 있습니다.
최신 태양광 혁신의 대부분은 아시아에서 비롯됩니다. 따라서 일본 엔지니어들이 태양광 섬유 개발을 담당하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이제 건물에 태양 전지를 통합했으니, 섬유에도 똑같이 적용해 보는 건 어떨까요? 태양광 섬유는 옷, 텐트, 커튼을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 패널처럼 태양 복사열을 흡수하여 전기를 생산합니다.
솔라 패브릭의 활용 가능성은 무궁무진합니다. 솔라 필라멘트는 직물 형태로 짜여 있어 쉽게 접어서 어떤 곳에든 감을 수 있습니다. 솔라 패브릭으로 만든 스마트폰 케이스를 상상해 보세요. 햇빛이 드는 테이블에 누워 있기만 하면 스마트폰이 충전됩니다. 이론적으로는 집 지붕을 솔라 패브릭으로 감싸는 것만으로도 충분합니다. 이 패브릭은 패널처럼 태양 에너지를 생성하지만 설치 비용은 들지 않습니다. 물론 지붕에 설치하는 일반 태양광 패널의 출력은 솔라 패브릭보다 훨씬 높습니다.
5. 태양광 소음 차단막, 고속도로 소음을 친환경 에너지로 바꿔
태양광 소음 차단벽(PVNB)은 이미 유럽에서 널리 사용되고 있으며 미국에서도 도입되기 시작했습니다. 아이디어는 간단합니다. 도시와 마을 주민들을 고속도로 교통 소음으로부터 보호하기 위해 소음 차단벽을 설치하는 것입니다. 넓은 표면적을 제공하는 이 장벽을 활용하기 위해 엔지니어들은 태양광 패널을 추가하는 아이디어를 생각해 냈습니다. 최초의 PVNB는 1989년 스위스에서 도입되었으며, 현재 가장 많은 PVNB가 설치된 고속도로는 독일로, 2017년에는 18개의 차단벽이 설치되어 역대 최다 기록을 세웠습니다. 미국에서는 이러한 차단벽 건설이 몇 년 전부터 시작되었지만, 이제는 모든 주에서 이러한 차단벽을 볼 수 있을 것으로 예상됩니다.
태양광 소음 차단벽의 비용 효율성은 현재 의문시되고 있으며, 이는 주로 추가되는 태양광 소자의 종류, 해당 지역의 전기 요금, 그리고 정부의 재생에너지 지원 정책에 따라 달라집니다. 태양광 모듈의 효율은 높아지는 반면 가격은 하락하고 있습니다. 이러한 이유로 태양광 교통 소음 차단벽은 점점 더 큰 매력을 얻고 있습니다.