아파트 유리창에 태양전지가 쏙…바깥 시선 차단은 '덤'

10일 광주 김대중컨벤션센터에서 개막한 ‘빛가람 국제전력기술 엑스포 2021(BIXPO)

[광주=이데일리 임애신 기자] “부피가 크고 외관을 망치는 태양열 패널은 가라, 그 자리를 유리창이 대신한다.”

이달 10~12일 광주 김대중컨벤션센터에서 열리는 ‘빛가람 국제전력기술 엑스포 2021(BIXPO)’에서 탄소중립과 에너지 지능화 시대를 앞당길 신기술이 대거 선보였다.

가장 눈에 띄는 기술은 한국전력(015760)이 유니테스트와 공동 개발 중인 유리창호형 페로브스카이트 태양전지다.

이는 유리창 사이에 종이만큼 얇은 태양전지가 들어간 형태로, 건물 유리창에 부착하면 창문에 조사된 빛에 의해 생산된 전력으로 건물 내 전기 사용을 가능하게 하는 친환경 기술이다.

고효율 광흡수물질인 페로브스카이트를 적용해 기존 실리콘 태양전지보다 더 투명하면서도 발전 효율은 높은 제품을 만들 수 있는 장점이 있다.

연구진은 5㎝×5㎝ 반투명 페로브스카이트 태양전지 모듈 개발을 완료했다. 발전 효율은 16.3%로, 세계에서 지금까지 개발된 무색·투명한 태양전지 중 가장 높다. 기존 실리콘 태양전지의 광전변환효율이 10%에 못 미치는 것과 비교하면 효율을 상당히 끌어올린 것이다.

한국전력이 유니테스트와 공동 개발 중인 유리창호형 페로브스카이트 태양전지 (사진=임애신 기자)

한전은 2025년까지 15㎝×15㎝의 단위모듈로 이뤄진 130㎝×130㎝의 대형 패널 시제품을 개발한 뒤 본격적인 상용화에 나설 계획이다. 한전 관계자는 “면적이 늘어날수록 균일하게 만들기 어렵다”며 “15㎝X15㎝ 단위의 모듈 투과율을 10%로 유지한 상태에서 효율을 18%까지 높이는 것이 목표”라고 밝혔다.

유리창과 유리창 사이에 패널을 끼워 넣은 형태이지만 육안으로 보기에 반투명 유리와 다를 바 없다. 뒤에 댄 종이의 글자를 읽을 수 있는 수준이다. 이를 아파트와 같은 가정집에 적용했을 때는 일정 부문 보안에도 도움이 된다.

이 관계자는 “밖에서 봤을 때는 잘 안 보이는 부분이 있다”며 “1층 같은 경우에는 투과도를 낮춘 대신 효율을 높인 셀을 적용하거나, 높은 층은 조망을 위해 투과가 많이 되게 하는 대신 효율을 조금 낮추는 식으로 적용할 수 있다”고 설명했다.

가격은 기존 태양전지의 반값이다. 한전 관계자는 “일반 유리보다 유리창형 태양전지가 조금 비싸기는 하겠지만 일반 유리 사이에 패널을 얹어서 만든 것이기 때문에 천문학적으로 가격이 올라가지는 않을 것”이라고 예상했다.

태양전지를 자동차 선루프 대신에 설치하는 방안도 고려 중이다. 투과율이 높아지면 효율이 떨어지는데 선루프는 높은 추가율을 요구하지 않아서다. 유리창형 태양전지가 진입하기에 가장 좋은 시장이라고 해도 과언이 아니다.

한전 자체 실험 결과, 유리창형 태양전지의 효율 70% 이상을 기준으로 15년 정도로 추산됐다. 실리콘 태양전지의 수명은 통상 20~25년 수준이다.

이 관계자는 “2025년까지 시제품을 개발하는 계획에는 KS인증이 포함돼 있다”며 “KS인증을 받게 되면 실리콘 태양전지와 비슷한 수준의 실험을 통과를 한 거니까 태양전지를 20년 정도의 수명으로 볼 수 있지 않을까 예상하고 있다”고 전했다.

재생에너지를 가스로 전환해 대용량으로 장기간 저장할 수 있는 ‘그린수소 생산 및 메탄화 공정(P2G)(사진=임애신 기자)

한전은 해상풍력 설치 기간을 기존 90일에서 10일로 단축한 해상풍력 일괄설치시스템(MMB)도 선보였다.

기존 해상풍력은 바다에서 조립이 이뤄진다. 반면 이 시스템은 항구에서 하부 지지 구조물과 상부 발전기를 모두 조립한 후 전체 해상풍력터빈을 한 번에 들어 올려 바다로 운송해 설치하는 방식이다.

한전 관계자는 “이 시스템을 활용하면 5㎿급 해상풍력 발전기의 해상 공사 기간을 80일 단축하고 설치비 37억원을 절감할 수 있다”고 말했다.

현재 상용터빈(4.2㎿·유니슨)을 대상으로 실증을 완료했으며 추후 다른 해상풍력단지에도 투입될 예정이다.

재생에너지를 가스로 전환해 대용량으로 장기간 저장할 수 있는 ‘그린수소 생산 및 메탄화 공정(P2G)도 공개됐다.

이 기술은 재생에너지 전력으로 물을 전기 분해해 그린수소를 생산·저장하거나 생산된 수소와 이산화탄소를 메탄으로 전환해 발전 및 도시가스 등의 연료로 활용하는 것이 핵심이다.

한전은 전남 나주에 전기로 물을 분해해 수소로 바꾸는 1MW급 수전해 장치를 테스트 중이다. 한전은 2024년 2㎿, 2030년 10㎿급까지 규모를 확대하고 상용화를 준비할 계획이다.

스팟이 방탄소년단(BTS)의 ’퍼미션 투 댄스‘에 맞춰 춤을 추고 있다. (사진=임애신 기자)

BIXPO 2021 현장에서 가장 많은 이들의 눈길을 사로잡은 건 노란색 순시로봇 ‘스팟’이다. 스팟은 방탄소년단(BTS)의 ‘퍼미션 투 댄스’에 맞춰 현란한 움직임을 선보였다.

한전이 보스톤 다이나믹스사로부터 구매한 이 로봇 개는 사족 보행이 가능하다. 더불어민주당 이재명 대선 후보가 ‘2021 로보월드’에서 뒤엎었던 사족보행 로봇보다 높은 사양이다.

한전 관계자는 “주위에 레이저를 쏴서 거리를 측정하면 가는 거리와 장애물을 파악할 수 있다”며 “이를 기반으로 이동 가능한 경로를 지도로 만들 수 있다”고 설명했다. 현재 사족보행 로봇을 변전소 등 위험 지역 순시 점검을 맡길 수 있는지 현장 적용성 평가 중이다.