하이브리드 태양 에너지 이용 시스템을 개발중인 호주

하이브리드 태양 에너지 이용 시스템을 개발중인 호주

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-11-09

호주, 미국, 중국의 연구자들이 태양열과 태양광 발전 기술을 융합하는 기술을 연구하고 있다. 하이브리드 태양 발전 기술은 전력 생산 비용을 획기적으로 저감하도록 도와줄 것으로 기대된다. 호주 국립 대학(Australian National University, ANU), 중국의 톈진 대학(Tianjin University), 미국 실리콘 밸리에 있는 크로마선(Chromasun)사의 과학자들은 태양열 집진 시스템들을 통한 지붕 장착 태양 발전 시스템을 개발하기 위하여 협력하고 있다. 이들은 하이브리드 설비가 기존의 발전 설비보다 더욱 효율적이며 경제적인 시스템이 될 것으로 믿고 있다. 개발 목표는 중국과 같이 빠르게 개발되는 지역들에 이상적인 시스템들을 제공하는 것이다. ANU 교수인 앤드류 블레이커스(Andrew Blakers) 박사와 ANU의 지속가능 에너지 시스템 센터의 사업 개발 책임자인 스크리아빈(Igor Skryabin) 박사에 따르면, 대학은 태양광 선형 집중기 기술을 1995년부터 개발해 왔으며 2000년에 최초의 160평방미터의 광발전/수반 집중기를 개발하였다. 전력망과 연계되는 이 시스템은 80미터 길이의 2축 집중기를 사용하며 80개의 거울로 구성된다. 블레이커스는 각각의 거울이 태양광을 집중시켜 매우 높은 효율로서 태양 전지들이 작동하도록 해준다고 설명하였다. 태양 전지들은 공기 냉각 방식의 리시버와 연결된다. 이 시스템은 20킬로와트의 용량을 가진다. 시스템이 설치되고 원활히 작동한다면 다음 단계는 하이브리드 광발전 열 기술을 개발하기 위하여 광발전 선형 집중기들에서 생산된 열을 대학교에서 직접 이용하는 것이라고 블레이커스가 덧붙여 말했다. 300평방미터의 열병합 태양광 시스템(Combined Heat and Power Solar, CHAPS)이 98명의학생들이 사는 기숙사에 설치되었다. 블레이커스는 새로운 형태의 열병합 발전 시스템이 8개의 집진기, 고온 저장 시스템, 순환수식의 난방 시스템과 가스 화력 부스터로 구성되어 있으며 40킬로와트의 인버터가 전력망과 시스템을 연결해 준다고 설명했다. 크로마선 주식회사와 톈진 대학의 연구자들과 협력하여 소형 설비들을 위한 잠재 시장을 인식한 ANU 과학자들은 하이브리드 마이크로 집중기의 저렴한 모델을 개발하고 있으며 시험용 모델은 이미 개발되었다. 시험용 모델은 1.7×1.5×0.2미터이며 태양빛을 리시버 튜브로 집중하는 7개의 거울들로 이루어져 있다. 블레이커스는 집적된 태양광으로부터 20%의 전환효율을 가지는 크리스털 실리콘 광발전 전지들이 태양열을 온수 저장 탱크로 보냄으로써 태양광의 효율을 극대화할 것이라고 발표했다. 또한 그는 하이브리드 시스템을 이용한 열 발전의 출력이 단순한 태양광 발전의 효율보다 3배 이상 높다고 말했다. 국제 협력도 기술 개발에 큰 도움이 되고 있다. 스크리아빈 박사에 따르면, 각자 고유의 영역을 구축한 전문가들이 전세계에서 모여서 연구에 동참하고 있다. ANU가 시스템을 개발하는 가운데 톈진 대학의 연구자들은 열과 화학 공학에 뛰어나 리시버의 열 이용 부분의 개발에 도움을 줄 것이다. 크로마선사의 산업 엔지니어들은 경제적인 제조 공정들을 개발하고 있다. 국제 협력의 또 다른 장점들은 기술을 적용한 시장과 관련된다. 중국은 하이브리드 시스템을 위한 잠재적인 가장 큰 시장이며 제조 전문가들을 보유하고 있다. 스크리아빈 교수는 중국 도시들의 지붕들이 평평하기 때문에 선형 집중기들을 설치하고 유지하기 쉽다고 말했다. 더욱이 톈진 대학의 연구들은 중국 시장을 위한 가격 목표들을 규명하고 있으며 소형 집중기 시스템이 최종적으로 중국에서 대량 생산될 때 가격 목표를 맞출 수 있을 것으로 믿고 있다고 그가 말했다.