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효율 40%와 집광비 1,000의 태양광발전으로 원자력발전소 수준의 발전 비용 달성

전문가 제언: ○ 이 자료는 다접합 태양전지의 발전 비용에 대해 분석한 보고서다. 렌즈 등의 광학계를 사용하여 태양광선을 수백 배로 집광한 빛을, 에너지 변환 효율이 30% 이상인 다접합 태양전지에 조사하면 태양광발전의 발전비용을 크게 낮출 수 있으며, 원자력발전소의 발전 비용에 근접시킬 수 있다는 연구결과를 소개하고 있다.

○ 태양광의 모든 파장을 효율적으로 활용하기 위해 태양전지를 적층하는 다접합 태양전지 기술은 1950년 후반부터 미국의 MIT, RTI(Research Triangle Institute), Boeing, Hughes, Spcetrolab, NREL 등이 개발해 왔으며 일본의 경우도 NTT, Sharp, Sumitomo-Denco, Japan Energy, Toyota Institute of Technology 등이 관련 기술을 개발해 왔다. 이들 태양전지는 주로 인공위성용으로 개발되면서 많은 연구자금을 사용할 수 있었다.

○ 태양전지 중에서 이론적인 에너지 변환 효율이 60%를 초과하는 양자-도트 태양전지는 아직 기초적인 연구 단계에 있고 응용분야가 많을 것으로 기대되는 유기 박막 및 색소 증감 태양전지는 변환 효율 향상과 신뢰성 향상이라는 과제를 극복해야 한다.

○ 상기의 태양전지들은 고가의 소재를 사용해야 하고 고도의 생산기술을 사용해야 하지만, 높은 효율을 얻을 수 있고 또한 태양의 집광도를 높인 태양광발전 시스템에 이들 태양전지를 사용하면 경제적인 태양광발전 시스템을 구축할 수 있다. 특히 사막과 같이 일조시간이 길고 태양에너지의 질이 좋은 곳에서는 발전 비용을 크게 낮출 수 있으며 가장 경제적인 발전소인 원자력발전소의 발전 비용에 근접시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다.

○ 미국 오바마 대통령의 New Energy Plan이나 한국의 저탄소 녹색성장 정책에서는 태양전지 개발이 중요한 개발 과제의 하나로 선정되어 있다. 태양전지 기술은 기초기술과 생산기술이 융합된 전형적인 사례이며 기초과학의 육성 없이는 성공할 수 없는 기술이다.

저자: N. Yamaguchi
자료유형: 학술정보