[대학저널 온종림 기자] 경상국립대학교 공과대학 기계공학부 김덕종 교수 연구팀이 태양 열전발전 시스템의 발전 성능을 극대화하는 효과적인 방안을 규명했다.
태양광 발전은 태양으로부터 오는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 신재생 에너지 기술의 하나이다. 하지만 일조량에 따라 발전량의 편차가 심하고 일조량이 아예 없는 야간에는 전기 생산이 불가하다는 단점이 있다. 또 태양 에너지 전체의 절반 정도를 차지하는 적외선 대역은 활용하지 못하는 한계가 있었다.
따라서 태양열 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양 열전발전기가 기존 태양광 시스템을 보완할 수단으로 관심을 받고 있다. 최근에는 열 에너지를 저장할 수 있는 상변화 물질을 적용하여 주간의 태양열을 저장했다가 야간에도 발전할 수 있는 방식까지 제안됐다.
하지만 이러한 기술들은 아이디어 차원에서 제안되었을 뿐 전체적인 발전 성능을 극대화하려면 어떠한 변수를 중요하게 고려해야 하고 어떻게 설계하는 것이 적절한지에 대한 이해가 부족한 실정이었다.
김 교수팀은 진주 지역의 실제 일조량 데이터를 고려해 상변화 물질이 적용된 태양 열전발전기의 구조 및 주요 형상 변수에 따라 발전량이 어떻게 변화하는지 조사하고 그러한 결과가 나타나는 원인을 분석했다.
이를 바탕으로 태양 열전발전기의 형상을 최적화해 총 발전량은 31.3%, 야간 발전량은 주간 발전량의 31.4%까지 높일 수 있음을 확인했다.
김 교수는 5일 “이번 연구에서 밝혀낸 설계 지침은 태양 에너지를 효율적으로 활용하는 시스템의 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 설명했다.
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