태양에너지, 집열·광 기술로 주목받는다

[아시아경제 오현길 기자]50년 안에 태양열 발전이 세계 에너지 생산의 대부분을 차지해 환경에 유해한 온실가스 배출을 줄이게 될 것이라고 최근 국제에너지기구(IEA)가 밝혔다.

IEA 재생에너지부문 선임 애널리스트 세더릭 필리버트는 "2060년이면 태양광 및 태양열 발전으로 전 세계 에너지 수요의 절반 가량을 충족할 수 있을 것"이라며 "태양광과 태양열 응집 발전이 주요 전력 자원이 될 수 있다"고 말했다.

태양에너지 응집 기술이 차세대 에너지를 이끌 핵심기술로 주목받고 있다.

지난 7월 독일 기업 토레솔사는 24시간 동안 직접적으로 전기를 생산하는 하는 데 전혀 방해를 받지 않는 최초의 태양열 발전소인 19.9MW(메가와트) 규모의 집광형태양열발전소를 만들었다.

24시간 전력을 생산해도 그 전력을 저장할 수 있는 새로운 저장기술을 이 발전소에 도입한 것이다.

특히 집광형태양열발전소는 중앙 태양열 흡수타워 내 보일러(boiler)에 햇빛을 모울 수 있는 2650개 거울로 특징지을 수 있도록 전력타워를 설계했다.

이 발전소는 햇빛이 존재하지 않을 때에도 전기를 생산할 수 있게 해주는 집광형태양열발전소에 사용되는 열전달 유동체를 사용했다.

토레솔사는 이러한 집광형태양열발전소가 평균적으로 매일 20시간 정도 전기를 생산하고 이를 제공할 것이라고 말하였다.

아울러 일본의 JFE엔지니어링도 최근 타워집광형 태양광발전(CPV) 기술의 개발에 성공했다고 발표했다.

실증실험을 한 결과 발전단효율은 종래 실리콘형 태양광발전시스템에 비해 2배 이상인 26%를 달성했다. 2012년도에는 수천kW 규모까지 확대하는 실증실험을 하고 2013년도 중에 상용화를 목표로 할 계획이다.

타워CPV는 헬리오스텟(heliostat)을 사용해 태양광을 반사해 높이 20m의 타워 상부에 설치한 리시버(2차 집광기능 부착 태양전지셀)로 집광해 발전한다. 30기의 헤리오스타트, 태양전지모듈 1기를 사용해 진행한 실증실험에서는 집광배율을 700배로 해 1kW를 발전할 수 있다.

JFE엔지니어링은 이번 타워CPV와는 방식이 다른 태양열발전도 개발을 추진하고 있다. 태양열발전에 대해서는 집광장치로 타워 상부에 집광하는 타워톱방식, 반사판에서 타워하부에 집광하는 빔다운방식을 검토하고 있다.

집광한 태양열과 물을 열교환 해 증기를 발생, 터빈을 구동시켜 발전하는 구조다. 이 회사는 태양열발전은 낮에 발전하면서 축열하고 야간에도 축열로 터빈을 돌리는 24시간 가동이 가능한 시스템으로 구상하고 있다.

태양광 업계 관계자는 "집광열 기술은 아직 매우 원시적인 초기 기술이지만 발전 효율면에서 가장 뛰어난 태양에너지 활용 기술이다"고 말했다.

오현길 기자 ohk0414@