24시간 가동 가능한 태양광 발전 시스템?

이산화탄소 배출량 증가로 인한 지구 온난화 등 기후변화가 문제가 되고 있다. 이런 가운데 화석연료를 대체할 에너지로 태양광 발전 등 신재생 에너지가 주목받고 있다. 하지만 태양광 발전은 태양이 비추는 동안만 가동할 수 있다는 게 단점이다. 그런데 야간에도 발전을 계속 할 수 있는 새로운 태양광 발전 시스템이 고안됐다고 한다.

일반적으로 태양전지는 빛에 노출되어 발전한다. 밤이면 태양이라는 무한 광원이 사라져 발전할 수 없게 되는 탓에 연료만 있으면 터빈을 돌려 계속 발전하는 다른 시스템보다 효율이 나빠진다는 치명적 단점이 있다.

UC데이비스 연구팀은 안티솔라셀(Anti-solar cells)을 이용한 발전 시스템은 24시간 가동을 계속 하는 태양광 발전 시스템을 구축할 수 있다고 주장한다. 안티솔라셀은 고온 물체가 주위 전자파를 방사해 온도를 낮추는 방사 냉각이라는 현상을 응용한 것이다. 방사 냉각 발전은 엔진과 서버 잉여 열을 전력으로 변환하는 등 응용이 연구되고 있으며 최근에는 저렴한 비용으로 발전 가능한 시스템으로도 주목받고 있다.

연구팀이 고안한 열 방출 셀은 낮에는 기존 태양광 발전으로 발전하지만 밤이 되면 방사 냉각에 의해 적외선을 방출해 발전하는 구조. 이론상 24시간 발전을 계속할 수 있다. 연구팀 계산에 따르면 현대 기술로 이 셀을 구축하면 야간에 1m²당 2∼8와트 전력을 생산할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 보통 태양광 패널이 하루 동안 1m²당 200W 발전을 한다는 점을 감안하면 야간 발전 능력은 상당히 작지만 그래도 기존 태양 전지를 이용한 발전 시스템보다 1일 총 발전량은 12% 증가할 것이라고 한다.

연구팀은 이 셀을 이용한 새로운 장치는 전류와 전압이 흐르는 방향은 태양 전지와 반대지만 적외선을 방출해 야간 발전이 가능하다고 강조한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.