태양광 발전의 핵심인 태양전지에서 가장 중요한 것은 광전 변환효율이다. 광전 변환효율이란 태양전지에 입사되는 태양광 에너지가 얼마나 많은 전기에너지로 변환되느냐를 나타내는 척도. 같은 면적과 조건에서 더 많은 전기에너지를 생산하는 것이 광전 변환효율이 높은 태양전지라고 할 수 있는 것이다.
일반적으로 태양전지 패널은 어레이 형태로 설치된다. 어레이란 패널이 직렬이나 병렬로 끼어진 상태를 말한다. 그런데 패널이 여러 가지 장애물로 인해 햇빛이 가려지는 차광현상이 발생하면 광전 변환효율이 떨어진다. 전문가들은 패널의 표면적 중에서 10%만 가려진다고 해도 전체 태양전지의 광전 변환효율은 절반까지 떨어질 수 있다고 지적한다.
이처럼 패널에 도달하는 햇빛을 막는 것은 주변의 나무, 굴뚝, 지붕 등 숱하게 많다. 떨어지는 낙엽, 새의 배설물, 그리고 먼지와 같은 간헐적 이물질 역시 패널로부터 햇빛을 차단해 태양광을 막는다.
현재 대다수의 태양전지 패널 설치 업체들은 차광을 피할 수 있는 작은 크기의 패널을 사용하거나 단위 면적당 발생하는 전력의 목표량을 낮추는 등 수동적인 방법만을 사용하고 있는 상황이다. 이는 결국 태양전지의 효율 저하와 비용 상승으로 직결된다.
하지만 내셔널 세미컨덕터가 개발한 솔루션 '솔라매직 파워 옵티마이저'는 차광현상, 이물질, 패널 노화 등으로 인해 효율이 저하되는 태양전지 패널의 발전 성능을 개선 및 향상시켜 준다. 이를 통해 손실되는 전기에너지의 최대 57%까지 회복시켜준다.
이와 관련, 내셔널 세미컨덕터는 최근 미국 캘리포니아 주 산타클라라에 위치한 자사에서 일반 태양전지 패널과 솔라매직 파워 옵티마이저를 장착한 태양전지 패널의 성능 테스트를 수행했다. 이 성능 테스트는 일반적인 건물의 옥상에서 태양전지 패널이 부분적으로 차광되는 환경을 설정, 진행됐다.
실험결과 일반적인 태양전지 패널은 하루 동안 8~16%정도가 차광되면 광전 변환효율이 35~40% 떨어졌다. 반면 솔라매직 파워 옵티마이저를 장착한 태양전지 패널은 동일한 조건에서 광전 변환 효율이 30~37%이상 높았다. 손실되는 전기에너지의 최대 57%까지 회복시키는 것.
내셔널 세미컨덕터는 지난 3월 미국 오클랜드의 저소득층 공용 주택 단지에 적용된 태양전지 패널 개선 작업에 참여, 솔라매직 파워 옵티마이저를 적용했다. 약 200여 개의 태양전지 패널 중에서 3분의 1 가량을 개조했으며, 이로 인해 전체적인 발전 효율이 22.6% 이상 향상된 것으로 나타났다.
내셔널 세미컨덕터의 재생에너지 사업부 랄프 뮤엔스터 이사는 "솔라매직 파워 옵티마이저는 태양전지 패널의 차광, 이물질, 노화와 같은 문제를 해결해 광전 변환효율을 대폭 높여준다"며 "태양전지 패널 설치 업체들은 손실되고 있다는 사실조차 몰랐던 전기에너지까지도 효과적으로 재사용할 수 있을 것"이라고 말했다.
구본혁 기자 nbgkoo@sed.co.kr
| 연구개발 효율성 증대 방안 논의, 랩뷰 2009 버전 등 다양한 신제품도 선보여 내쇼날인스트루먼트(이하 NI)가 지난 8월 3일부터 사흘간 일정으로 미국 텍사스 주 오스틴에서 'NIWeek 2009'를 개최했다. NIWeek는 매년 오스틴 컨벤션센터에서 전 세계 엔지니어와 과학자들에게 앞선 기술력과 데모 시연 등을 제공하는 계측 및 자동화기술 컨퍼런스로 올해로 15회 째를 맞았다. 전 세계 5,000여명 이상의 엔지니어, 과학자, 교수 및 연구원들이 참석한 이번 행사에서는 NI 제품과 기술력을 활용해 연구개발 효율을 높일 수 있는 방안에 대한 심층적 논의가 이뤄졌다. NI의 제임스 트루셔드 회장은 "전 세계적 경기침체로 많은 엔지니어들과 과학자들은 제한된 예산과 시간 속에서 프로젝트를 완성할 것을 요구받고 있다"며 "NI는 효율적인 제품 디자인과 테스트를 위한 솔루션을 확장해 나갈 것"이라고 말했다. 특히 이번 행사에서는 랩뷰 2009 버전, USB 타입의 데이터 수집 장치인 X시리즈 다기능 DAQ, 리얼타임 테스트 소프트웨어 및 무선 센서 네트워크(WSN) 등 다양한 신제품들이 첫선을 보였다. 임베디드 시스템 개발을 위한 그래픽 프로그래밍 언어인 랩뷰 2009 버전은 강력한 멀티코어 프로세서를 지원해 효율적 시스템 구축이 가능해졌다는게 특징이다. 또한 무선 센서 네트워크(WSN)는 방대한 하드웨어의 분산 측정을 가능케 해 다양한 영역의 어플리케이션에 적용할 수 있다는 평가를 받고 있다. 한국NI는 NIWeek 2009에서 발표된 최신 기술 트렌드를 소개하는 'NIDays 2009' 세미나를 오는 10월 14~15일 양일간에 걸쳐 서울과 부산에서 진행할 예정이다. |
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