태양전지판의 단가가 태양광 발전 시설 원가의 60%라는데.

태양전지 시장조사 | 에너지환경

키신저 2009.02.10 16:09

http://blog.daum.net/boho3/15866481 

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저 찬란한 햇빛, 아 아까워 [2012.08.13 제923호] - 원문 링크 있음

저 찬란한 햇빛, 아 아까워 [2012.08.13 제923호] http://h21.hani.co.kr/arti/cover/cover_general/32684.html

저 찬란한 햇빛, 아 아까워 [2012.08.13 제923호] [표지이야기] 자연에 부담되지 않는 기술 찾아나선 사람들… 양철판에 햇빛 모으는 이재열씨, 효율 뛰어난 화덕 찾아내 보급하는 김성원씨 ▣ 박현정

햇빛만으로 한겨울을 따뜻하게 지낼 수 있는 온풍기, 마시다 남은 맥주로 만드는 천연 페인트, 쌀자루에 흙을 담아 만든 집, 태양열로 요리할 수 있는 오븐…. 친환경 제품 전시장에서나 볼 수 있을 듯한 난방·조리·농사 기구 등을 직접 만들어 사용하는 이가 늘고 있다. 주로 귀농을 선택해 자원을 고갈시키고 온난화를 가속화하는 인간의 삶에서 벗어나려는 이들이다. 자연에 부담이 되지 않으면서도 효율성이 높은 난방 기구를 찾거나 저렴하게 집을 지을 수 있는 생태 건축을 고민하다 보면 자연스럽게 적정기술을 접하게 된다. » 2008년 경부 봉화로 귀농한 이재열씨가 직접 지은 흙집 전경. 태양을 에너지원으로 활용할 수 있는 각종 도구들이 들어서 있다. 시골나무 제공 땔감용 나무 제외하고는 에너지 자급자족 서울에서 15년 넘게 공무원 생활을 하다 2008년 경북 봉화로 귀농한 이재열(45)씨가 직접 지은 흙집엔 가스나 석유 대신 자연에 기대어 살려고 마련한 도구로 가득하다. 도시에서 살 땐 그저 가스나 석윳값이 더 저렴해지면 좋겠다고 생각했다. 그러다 환경문제에 관심이 생기자 그의 눈에 들어온 것이 바로 ‘햇빛’이었다. 그는 햇빛온풍기·햇빛온수기·햇빛건조기 등을 개발해 사용하고 있다. 여름철 양철판에 앉았다가 뜨거움에 놀라 엉덩이를 떼어낸 적이 한 번쯤 있을 것이다. 햇빛온풍기엔 이런 원리가 숨어 있다. 태양의 가시광선이 흑색 양철판에 닿아 적외선, 즉 열에너지로 변환된다. 양철판 위에 적외선을 붙잡아두는 성질이 있는 유리나 투명 비닐을 덮으면, 그 안에 갇힌 공기는 점점 뜨거워진다. 이런 공기가 집 안으로 이동하면 실내가 따뜻해지는 것이다. 이씨는 80만원을 들여 제작한 가로 1m·세로 5m 크기의 햇빛온풍기를 집에다 설치했다. 그 뒤 땔감 사용량이 40% 이상 줄어들었다. 이씨네는 이렇게 일정 부분 나무를 활용하는 것을 제외하고, 에너지를 자급자족하고 있다. 이씨는 처음 농촌 생활을 결심했을 땐 난방 걱정이 별로 없었다고 했다. 대안 에너지에 관심이 있었지만 상황이 여의치 않으면 주위에 널린 나무를 활용하면 된다고 생각했다. 그러나 실생활에서 땔감을 마련하는 건 엄청나게 수고로운 일이었다. 농사짓기에 바쁜 동네 어르신들도 기력이 딸려 땔감을 마련하기 힘들어한다. 주로 전기장판으로 겨울을 나는데, 이마저도 전기료 아끼느라 마음껏 사용하지 못한다. 도시가스 보급이 되지 않는 시골에서는 같은 양의 에너지를 쓴다 하더라도 비용이 훨씬 많이 든다. “큰딸이 할머니와 같이 사는 친구네에 놀러갔는데 한겨울인데도 실내 온도가 2℃ 정도였어요. 농촌에 계신 어르신들이 대개 춥게 지내시죠. 햇빛온풍기를 활용하면 좀더 따뜻하게 겨울을 보내실 수 있어요.” 그는 3년 전부터 햇빛온풍기 제작 교육 등 기술 보급을 하고 있다. 처음에는 ‘사기’가 아닐까 의심하던 이웃들도 햇빛을 활용한 기구가 가득 찬 그의 집을 들여다보며 하나둘 관심을 보이기 시작했다. 이씨의 흙집이나 햇빛온풍기의 겉모양새는 투박하다. 구름이 끼거나 눈이 올 때 온수를 사용하려면 아껴 써야 한다. 그는 조금의 불편함을 감수할 정도로 자연에 기대어 사는 삶이 행복하다고 말했다. 적정기술에 대한 교육을 하는 공동체 건축가 조윤석씨는 번역투인 적정기술을 ‘적당기술’이라고 부른다. 뭐든 정확하고 정밀함을 강조하는 근대사회에서 ‘적당주의’는 부정적인 개념으로 자리잡았지만, 이제는 회복해야 할 가치라는 것이다. “집 짓는 데 그렇게 첨단 기술이 들어가는 게 아니에요. 남향으로 바람길 잘 통하게만 대충 지어도 살 만하다니까요.” 회복해야 할 가치 ‘적당주의’ 그리고 ‘적당기술’ » 지난해 충북 음성 농촌선교교육원에서 열린 제1회 적정기술보급원 워크숍에서 김성원씨는 다른 참가자들과 함께 액화석유가스(LPG)통 2개를 활용해 열효율이 높은 2단 깡통 난로를 만들었다. 소나무 제공 2007년 전남 장흥으로 귀농한 김성원(45)씨는 ‘화덕’ 전도사다. 화덕은 지난 반세기 동안 우리에게 잊혀진, 그러나 현존하는 물건이었다. 일제시대 중반까지도 나무화덕은 한반도에서 가장 보편적인 취사도구였다. 1920년대 연탄이 수입되기 시작하자 나무화덕이나 부뚜막 아궁이가 빠르게 사라졌다. 1970년대에 등장한 가스레인지는 1990년대 초반 보급률이 100%에 육박했다. 김씨는 귀농을 하면 자급자족의 삶을 살고 싶었다. 농사로 많은 수익을 얻기 힘들기 때문에 뭐든 제 손으로 하는 게 필요했다. 쌀자루에 흙을 담아 벽을 쌓아 집을 짓고, 집에 필요한 가구를 제 손으로 만들었다. 시골에서는 불 피울 일이 잦았다. 동네 사람들이 사용하는 드럼통으로 만든 화덕이나 옛날식 화덕은 나무 사용량이 너무 많았다. 전세계 화덕을 살펴보며 효율이 뛰어난 화덕을 찾기 시작했다. 이런 화덕을 적정기술로 재해석하고 개량해나갔다. 이동형 간이화덕을 만들어 가까운 이웃들에게 나눠주기도 했다. 적정기술에는 몇 가지 원칙이 있다. 누구나 편하게 접할 수 있도록 기술이 쉽고 비용도 저렴해야 한다. 노동에서 소외당하거나 소비만 하는 존재가 아닌 일상생활에서의 노동을 통해 창조력을 발휘하는 삶으로 돌아가자는 의미가 있다. 지역 공동체와의 어울림이 중요하다. 이런 면에서 건축가 조윤석씨는 고민이 많다고 했다. 저렴하고 짓기 쉬운 친환경 주택이 지역 공동체에 꼭 도움이 되는 건 아니다. 농촌에 집을 많이 지으면 그만큼 땅값이 오르기 때문이다. 아무리 생태적으로 의미 있다 하더라도 공동체에 기여하지 못한다면 상품일 뿐이라는 게 그의 생각이다. 국내 적정기술은 주로 제3세계 원조 분야에서 주목을 받고 있지만, 환경오염을 유발하는 화석에너지나 치명적 위험을 내포한 핵에너지에 기대고 있는 우리 사회를 지속 가능한 삶의 공간으로 변화시키는 데 활용할 수도 있다. 이재열씨는 햇빛온풍기를 만들면서부터 우리가 햇빛을 낭비하고 있다는 생각에 마음이 조급해진다고 했다. “각자 집을 비추는 태양 면적 중 일부만 이용해도 난방·온수 문제를 해결할 수 있거든요. 태양전지판은 업체에서 공급받는 게 낫지만, 나머지는 큰 기술 없이 우리 손으로 만들 수 있어요.” 적정기술 지역 거점이 생긴다 현재 적정기술 보급에 대한 정책적 지원은 존재감을 느낄 수 없을 정도로 미미하다. 적정기술에 관심 있는 개인이나 민간단체는 주로 인터넷 커뮤니티를 통해 도구 제작법 등을 공유하고, 간헐적으로 교육 워크숍을 열고 있다. 이런 방식으로는 적정기술을 보급하는 데 한계가 있다. 이 때문에 김성원씨는 이재열씨 등 자신과 비슷한 가치관을 지닌 이들과 함께 지역마다 적정기술 거점 마련을 추진 중이다. 적정기술과 관련된 사회적 기업이나 협동조합 등을 세우고, 해당 지역 주민들이 적정기술을 활용할 수 있도록 교육 시스템을 마련하겠다는 것이다. 박현정 기자 saram@hani.co.kr

파리의 눈의 원리를 이용한 태양 전지판 - 원본 링크 있음

음 10% 증가한다는데...


http://blog.naver.com/pupoij?Redirect=Log&logNo=40015185036

파리의 눈의 원리를 이용한 태양 전지판

[출처 : http://www.newscientist.com/ns/19990417/news.html : 1999년 04월 17일]

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연구자들은 4천 5백만 년 전에 살았던 파리 눈의 모양이 태양 전지 패널의 성능을 향상시킬 수 있을 것이라는 것을 알아냈다. 파리 눈의 표면에서 발견되는 굴곡 패턴은 반사를 줄일 수 있어서 많이 기울어진 각도로 들어오는 빛까지도 잡아둘 수 있다. 이것은 시드니에 있는 오스트레일리아 박물관의 동물학자 Andrew Parker의 생각이다. 그는 폴랜드의 Warsaw에 있는 지구 박물관(Museum of the Earth)을 방문하던 중 에오세에 만들어진 호박 속에 보존된 파리에 대한 몇 장의 전자현미경 사진에 주목했다. 그는 파리의 겹눈(compound eye)을 구성하고 있는 오마티디아(ommatidia)의 표면에서 145나노미터의 높이를 갖고 240나노미터 만큼 떨어져 있는 일련의 평행한 줄기로 구성된 격자를 주목했다.

Parker는 파리의 눈이 수직 방향에서 72도에 이르는 각도로 도달하는 빛까지 잡아 낼 수 있다는 것에 놀랐다. 이러한 줄기들 사이의 거리는 대략 빛의 파장을 반으로 나눈 값이었다. 이러한 구조는 반사되는 빛의 양을 엄청나게 줄일 수 있다. Parker는 이러한 줄기들 덕분에 파리들이 밤에도 잘 볼 수 있을 것이라고 믿고 있다. 포토닉스 전문가 Roy Sambles가 이끌고 있는 Exeter 대학교의 연구자들은 감광 필름에 이와 같은 패턴을 새겨 넣는 방법으로 Parker의 예측을 확인했다. 그들은 다양한 각도에서 파장이 다른 레이저 빔을 물질에 쪼여준 뒤에 반사되는 빛의 양을 측정했다. Parker는 "이것은 모든 각도 범위에 대해서 매우 훌륭하게 반사를 억제하는 구조물이라는 것이 증명되었다."고 말한다.

시드니의 University of Technology에 있는 재료 과학자 Geoff Smith와 그의 동료들은 이러한 결과를 이용해서 파리눈 패턴이 평범한 날 태양 전지 패널이 생성할 수 있는 에너지를 10%까지 증가시킬 수 있다는 사실을 알아냈다. Smith는 "이러한 패턴을 사용하면 태양이 거의 지평선에 다다랐을 때도 태양전지가 대낮에 생산하는 에너지와 거의 비슷한 에너지를 생산할 수 있다."고 말한다. 이것은 태양이 하늘을 가로질러 움직임에 따라 태양 전지 패널을 태양 방향으로 유지시키는 추적 시스템을 설치해야 하는 비용과 번거로움을 제거할 수 있다. 앞으로 몇 달 이내에 시드니의 New South Wales 대학교에 있는 광발전 연구 그룹의 Patrick Campbell은 태양전지 패널 유리에 멸종된 파리눈의 패턴을 새겨 넣을 것이다.

독일의 Freiburg에 있는 프라운호퍼 태양에너지 연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy)의 과학자들은 이와는 별개로 비슷한 패턴이 새겨진 필름을 가지고 연구해 왔다. 그들은 이러한 필름은 3% 정도 더 많은 에너지를 흡수할 수 있었다고 보고했다. - (chahn)

[2009.09.17] 머리카락 전도체 태양 전지판 디자인소식 - 원본 링크 있음

[2009.09.17] 머리카락 전도체 태양 전지판 디자인소식 2009/09/17 10:21 http://jamiroslim.blog.me/40089829400

네팔의 18세 과학도, 밀란 카르키(Milan Karki)가 새로운 형식의 태양 전지판을 개발했다. 바로 실리콘 대신 머리카락을 전도체로 사용하는 태양 전지판. 머리카락을 전도체로 사용할 경우, 기존에 비해 가격이 훨씬 저렴해질 뿐 아니라, 친환경 대체 에너지 보급률을 보다 높일 수 있을 것으로 기대된다.

밀란 카르키의 태양 전지판은 머리카락의 멜라닌 색소가 빛에 반응하는 원리를 이용해 전기를 생산한다. 가정 보급용 머리카락 태양 전지판은 약 9볼트 전력을 만드는데, 휴대폰을 충전하거나 저녁 내 전기를 쓸 수 있는 양이다. 현재 생산 가격은 23파운드지만, 대량 생산하게 되면 반 가격 아래로 낮출 수 있다. 이는 현재 생산되는 실리콘 태양 전지판의 1/4 가격에 해당한다.

밀란은 네팔의 시골 마을 출신으로, 현재 네팔 수도 카트만두(Karthmandu)에서 수학하고 있다. 데일리 메일(Daily Mail)과의 인터뷰에서, 전기가 들어오지 않는 마을에서 자란 터라, “전기가 부족한 자신의 집과 마을에 전기를 제공하고 싶었다”고 순수한 의도를 밝혔다. 어린 나이에 일을 시작하는 사회 분위기에도 불구하고, 교육을 받을 수 있었던 것에 감사한다는 그는 전기로 은혜에 보답한 셈이다. 

머리카락 아이디어는 스티븐 호킹(Stephen Hawking) 박사의 이론에서 얻었다고. 네팔에서 머리카락은 일반 전지보다 훨씬 저렴하고, 전도체로 몇 개월간 사용할 수 있다. 또 교체가 간편해 주민 스스로 관리가 가능하다. 머리카락이 지구를 밝히고, 살리는 데 어느 정도 기여할 지 지켜볼 일이다.

via dailymail, psfk

designdb.com

[출처] [2009.09.17] 머리카락 전도체 태양 전지판|작성자 jamiroslim

우주에서 태양광 발전을 한다는. - 원문 링크 있음.

http://www.etnews.com/news/device/device/2632180_1479.html

지난 3월 중국에서 깜짝 놀랄 만한 뉴스가 전해졌다. 중국이 오는 2030년께 우주에 태양에너지 발전 시스템을 개발한다는 내용이었다. 중국과학원에 따르면 2030∼2050년 첫 상업용 우주 태양광 발전시스템을 개발해 운영할 수 있다고 했다. 우주발전(宇宙發電) 시스템. 우주에서 에너지를 만들어 사용하는 공상과학영화에나 나올 법한 이 대형 프로젝트는 관심을 집중시켰다. 

◇우주에서 전기를 만든다=우주 태양광 발전은 말 그대로 우주에서 전기를 만드는 것이다. 우주에 발사한 위성에 커다란 태양광 패널을 달아 만든다. 지상에서 태양광으로 발전하는 식이다. 그런데 조금 다른 게 있다. 우주에서 만든 에너지를 지상으로 보내는 것이다. 전력 케이블 없이 무선으로 한다. 

어떻게 가능할까. 중국이 구상하는 우주 태양광 발전소는 지표면 3만6000㎞ 상공에 거대 태양전지판을 설치한다. 이렇게 모은 에너지를 초단파를 이용해 지구로 보내고 지구에서는 이 초단파를 전력으로 전환하는 개념이다. 지상 발전과 마찬가지로 변전 및 송전 시설을 거쳐 전기를 필요한 곳에 전달하는 과정을 거친다. 

우주 태양광 발전소는 태양에너지 강도가 지표면의 5~12배로 높고 하루 24시간 중 99% 시간대에 발전할 수 있으며 날씨에 구애받지 않고 안정적으로 가동할 수 있다는 점에서 기획됐다. 

중국과학원은 “중국의 에너지 문제를 해결할 수 있는 방안 중 하나가 우주 태양광 발전소”라며 “우주 발전소를 건설하는 과정에서 우주공학은 물론이고 재료공학과 전자기술 등이 비약적으로 발전할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

중국과학원은 나아가 실용화 단계에 이르면 휴대폰은 물론이고 전기자동차나 각종 전자기기 등을 시간과 장소에 상관없이 충전할 수 있는 시대가 도래할 것이라고 덧붙였다. 

◇앞서가는 일본=우주발전은 허황된 이야기일까. 그렇지 않아 보인다. 미래 에너지원의 하나로 미국에서도 우주발전이 제기됐다. 1968년 사이언스지에 우주발전 논문이 발표된 후 곧바로 1970년대 미국 항공우주국(NASA)에서 추진됐다. 

하지만 기술적·경제적으로 요원하다는 판단으로 프로젝트는 중단됐고 그 바통을 일본이 이어받았다. 일본은 1980년대 후반부터 우주에서 전기를 만드는 데 관심을 쏟았다. 그 결과 가장 기술이 앞서 있다는 평가를 받는다. 

박영진 한국전기연구원 박사는 “지난해 일본 무선전력전송 학회에서 일본항공우주국(JAXA) 지원을 받아 교토 대학이 위상배열 안테나를 이용한 고출력 전송 기술을 시연했다”며 “일본이 굉장히 빠르다는 인상을 받았다”고 전했다. 

실제로 일본은 장거리 무선전력 송신을 테스트하고자 3~4년 전 국제전기통신연합(ITU) 내 전파관리를 담당하는 전파통신 부문(ITU-R)에 2.45㎓ 대역 사용을 신청하기도 했다. 여러 이유로 실험이 무산되긴 했지만 우주 태양광 발전 프로젝트를 실현하고자 하는 일본의 강한 의지를 엿볼 수 있다. 일본 정부는 2030년 상용화를 목표로 하고 있다. 일본이 추진하는 우주 태양광 발전 시설은 패널 넓이가 축구장 330배 정도인 2.5㎢ 크기에 1000만㎾ 발전용량을 갖출 계획이다. 

이는 원자력발전소 1기에 버금가는 수준으로 후쿠시마 원전 사태 이후 일본에서는 우주발전에 더욱 힘이 실리는 모습이다. 

◇실현 가능성은=기술적 과제로는 전기를 효율적으로 보내는 전송 문제가 꼽힌다. 현재 마이크로파를 이용한 전력 전송 기술이 가장 많이 연구되고 있는데 안정성과 효율 문제가 걸림돌이다. 마이크로파는 물분자를 통과할 때 열이 발생하게 된다. 위성에서 에너지를 지상으로 보내는 과정에 성층권을 통과할 때 어떤 문제가 생길지 모른다. 항공기나 생명체에 영향을 미칠 수 있다. 발전 효율도 마찬가지다. 박영진 박사는 “태양광에서 만든 전기가 100이라 할 때 1만 받아도 현재로선 성공적인 수준”이라며 “효율이 3~4%만 돼도 만족스러운 수치”라고 전했다. 

가장 큰 걸림돌은 채산성이다. 우주에서 많은 에너지를 얻을 수 있다는 데는 이견이 없다. 문제는 돈이 너무 많이 든다. 같은 발전용량을 기준으로 할 때 우주발전은 원자력보다 비용이 여섯 배 이상 소요되는 것으로 알려졌다. 

그러나 우주발전 관심은 끊이지 않는다. 국제우주학회(IAA)는 지난해 11월 `우주 태양광 발전소`가 30년 안에 경제성을 갖춘 에너지 공급원이 될 것이라고 발표했다. IAA는 연구보고서에서 “현재 실험실 아이디어 수준에 불과한 궤도 발전소는 10∼20년 안에 기술적으로 가능해질 것”으로 전망했다. 가능성이 열려 있는 우주발전. 이 원대한 프로젝트가 이뤄질 날은 우리의 예상보다 앞당겨질지 모른다. 

윤건일기자 benyun@etnews.com