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집광형 태양 전지가 미래 발전의 대안이 될까?



 태양광 발전은 이미 꽤 널리 보급되어있기는 하지만, 아직 여러 가지 개선의 여지가 많은 분야이기도 합니다. 물론 가장 큰 문제는 경제성과 더불어 밤에는 발전을 할 수 없고 기상 상태에 따라서 발전양이 크게 변할 수 있다는 점이죠. 


 이중에서 더 경제적인 태양광 발전을 위해 제안되었던 아이디어가 바로 집광형 태양전지(concentrator photovoltaic (CPV))입니다. 태양전지 가격이 비싸니까 태양광을 모아서 발전을 하면 더 비용효과적이 되지 않겠냐는 아이디어입니다. 하지만 실제로는 태양광 집광 장치 자체도 비용이 들어가는데다 생각보다 비용 대비 효율 증가가 크지 않아서 현재 널리 이용되지는 않고 있습니다. 

 하지만 이와 같은 한계를 극복하기 위해서 미 에너지부는 ARPA(Advanced Research Projects Agency)를 통해 2400만 달러의 연구비를 새롭게 집광형 태양전지(CPV) 부분에 투자하기로 결정했습니다. 총 11 가지의 새로운 아이디어가 연구비를 받게 되는데 MOSAIC이라고 명명된 연구 프로젝트입니다. 


(집광형 태양광 발전 장치  Photo: Semprius)  


 현재 일반적인 태양광 발전 패널의 효율은 16-20%까지 올라갔습니다. 집광형 장치의 경우 방식에 따라 천차만별이지만 25-30% 정도의 효율을 보이고 있습니다. 물론 실험실에서는 훨씬 높은 효율을 보이는 것도 있는데 44%라는 높은 효율을 달성한 것도 존재합니다. 

 집광 방식 역시 매우 다양해서 단순하게 평면 유리를 이용해서 렌즈처럼 모으는 방식은 물론 작은 구슬 같은 집광 장치로 밀리미터 단위의 고효율 태양광 패널에 에너지를 집중시키는 것도 존재합니다.

 다만 경제적인 관점에서보면 역시 가장 비용 효율적인 방식은 대부분 그냥 전통적인 태양광 패널을 사용하는 것입니다. 고효율 태양광 패널의 가격은 꽤 비쌀 뿐 아니라 집광 장치도 무료는 아니기 때문이죠. 

 결국 관건은 얼마나 비용 효율적인 방식을 개발하느냐입니다. 이 부분에서 돌파구가 마련되면 독특한 디자인의 집광형 태양광 발전기를 자주 볼 수 있게 될 것입니다. 


 이 문제에 대한 답은 시간이 알려줄 것 같습니다. 


 참고 


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