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태양광/열 하이브리드 기술

전문가 제언: ○ 태양에너지는 태양광과 태양열의 형태로 이용되는데 전자는 태양광을 전기로 변환하는 태양전지(solar cell)를 이용한 태양광전지(PV, Photovoltaic)시스템이 있고 후자는 태양열을 이용한 흡열기(thermal absorber)에 의한 냉난방, 온수공급 또는 태양열발전(concentrating solar power : CSP)을 들 수 있다. PV와 태양열을 일체형으로 한 단일 시스템인 PVT(Photovoltaic-Thermal) 시스템이 1970년대부터 개발되기 시작하였다.

○ PVT는 태양열 집열판(solar thermal collector surface)에 직접 PV 모듈을 부착하여 열과 전기를 동시에 생성하여 전체적인 시스템 효율을 개선하는 것이다. 일반적으로 태양전지는 입사된 조사에너지의 6~15%만이 전기로 변환하고 나머지 태양에너지의 85% 이상이 반사되거나 열로 변환된다. 열 흡수로 인하여 태양전지의 온도가 상승하고 효율이 떨어지게 되는데 열전달 매체인 공기나 물과 같은 유체로 냉각하면 전기출력은 개선되어 전체적인 시스템 효율이 개선이 되는 것이다.

○ 국내의 경우 1970년대 초부터 대학과 연구소를 중심으로 연구개발이 시작되고 1988년부터 대체에너지 개발 촉진법에 따라 정부차원에서 기술개발을 진행하였다. 태양전지 모듈은 에스에너지, LS산전, 쏠라테크 등에서 생산되고 있고 독립형 태양광발전 시스템은 한국에너지기술연구원 및 전력연구원에서 개발, 표준화를 수행하였다. 태양열 분야에서는 한국에너지연구원에서 태양열을 이용한 흡수식 냉방시스템 실증연구가 완료되었고(2006), 대규모 태양열 지역 냉난방 및 급탕시스템 개발도 성공적으로 완료하였다(2007).

○ 국내 PVT 시스템 개발은 개별적인 태양광발전이나 태양열기술에 비하면 아직 미미한 실정이며 세계 기술현황도 PVT에 대한 연구 및 분석기술은 많이 진행되었지만 현재 상용화에는 미치지 못하고 있는 실정이다. 앞으로 PVT 시스템의 상용화를 위해서는 시스템의 효율개선과 제품에 대한 신뢰성 향상 및 표준화가 선결되어야 할 것이다.

저자: T.T. Chow
자료유형: 학술정보