▒ 광발전 효율 향상 및 저렴한 비용으로 전기생산


태양광 발전 기술은 이미 상용화된 실리콘 태양전지부터 유기 박막까지 다양하게 개발되고 있다. 태양광 발전의 궁극적인 목표는 광발전 효율을 향상시키고 보다 저렴한 비용으로 전기를 생산하는 것이다. 이를 위하여 미국 캘리포니아 주립대학 샌디에고(University of California, San Diego)의 전기공학과의 박사과정 학생은 새로운 태양광 집중기 설계가 기존에 존재하는 태양광 집중기보다 광발전 전지들을 적게 요구하고 보다 저렴한 태양광 집중기들을 만들게 할 것이라고 말했다. UC 샌디에고의 박사과정 학생인 제이슨 카프(Jason Karp)와 그의 동료들은 옵틱 익스프레스(Optics Express) 저널에서 새로운 태양광 집중기를 발표했다.

engineering Ph.D. student at the University of California, San Diego could lead to solar concentrators that are less expensive and require fewer photovoltaic cells than existing solar concentrators.


태양빛을 수 백배까지 집중시키기 위해 광학 기기들을 결합하는 고효율의 태양광 집중기들을 이미 엔지니어들이 개발하고 있다. 또한 엔지니어들은 고정된 태양 패널들의 전력을 2배 이상 확대할 수 있다. 이와 동시에 새로운 태양광 집중기 설계는 기존의 태양광 집중기들보다 많은 이익을 제공한다. 현재 이용되고 있는 태양광 집중기 시스템들은 전통적으로 개별 렌즈들의 배열을 이용하여 태양빛을 직접적으로 독립적인 광발전 전지들에 집중시킨다. 따라서 필요한 것은 정렬시키는 것과 전기적으로 연결하는 것이다. 반대로 새로운 태양광 집중기는 태양빛을 일반적인 시트에 달려있는 수천개의 소형 렌즈들을 통해서 수집한다. 모든 렌즈들은 빛을 단일 광발전 전지들의 중심으로 모으는 수평 도파관(Flat waveguide)과 연결되어 있다.

카프는 2개의 주요 광학 부품들로 이루어진 시제품을 제조했다. 시제품은 재료들, 배열, 조립 등이 저감되어 있다. 제작된 태양광 집중기는 대량의 저비용 제조와 조화된다. UC 샌디에고에서 개최된 리서치 엑스포 2010(Research Expo 2010)에서 최고의 포스터 발표상을 받은 후에 이루어진 인터뷰에서 카프는 새로운 형태의 태양광 집중기를 만들기 위하여 연구팀이 노력하는 진정한 이유는 비용 때문이라고 말했다. 카프는 새롭게 개발된 설계가 전체 시스템과 관련된 광학 기기의 비용을 최소화한다고 설명하였다. 광학 기기를 매우 저렴하게 제조하는 하나의 방법은 엔지니어들을 기존의 제조 기술들로 이끌고 있다. 새로운 태양광 집중기는 대형 텔레비전들을 제조하는 데 사용되는 공정 기술들과 조화를 이룬다.

카프는 UC 샌디에고 전기공학과의 교수인 조세프 포드(Joseph Ford)가 이끄는 광자 시스템 연계 연구소(Photonic Systems Integration Laboratory)에서 새로운 태양광 집중기를 위한 시제품을 설계하고 제작하였다. 지난 4월 15일에 카프와 그의 태양광 집중기는 29차 연례 리서치 엑스포에서 2010 루디 리서치 엑스포 우수 포스터상을 받았다. 미국의 국립 과학 재단(National Science Foundation, NSF) 과 캘리포니아 에너지 위원회(California Energy Commission, CEC)가 연구를 위한 자금의 일부를 제공하였다.

URL : http://www.sciencedaily.com/releases/2010/04/100422093538.htm

<출처> NDSL, 2010-04-26

Posted by TopARA
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