서리·스완지대학 과학자팀, "저비용 및 경량화 된 태양광 전지판 생산 가능해"
우주에 태양광 발전소를 설치한다면 재생에너지를 얼마나 얻을 수 있을까.
최근 이와 관련한 연구 결과가 입증되며 상업적 발전을 위한 추가적 연구, 개발이 가능해졌다. 해당 연구는 서리 대학(University of Surrey)과 영국 스완지 대학(Swansea University)의 과학자 팀에 의해 진행되었다.
이번 연구를 위해 과학자들은 6년 간 3만번의 궤도에 걸쳐 위성에 설치된 태양광 전지판의 성능을 관찰했다.
그 결과, 과학자들은 우주에서 저비용, 경량화된 태양 전지판을 생산하는 게 가능하다는 것을 발견했다.
크레이그 언더우드 서리대학 우주센터 우주공학 명예 교수는 "우리는 데이터를 통해 패널들이 우주 방사선에 저항력이 있으며 극한의 열, 진공이라는 조건 속에서도 박막 구조가 악화되지 않았음을 보여주었다"고 말했다.
우주에서 태양광을 수집하는 방식의 우주태양광발전은 에너지계에서의 새로운 지표가 될 기술로 평가되고 있다.
우주 공간은 연중 내내 하루 24시간 햇빛을 이용할 수 있다. 또한 우주 공간에서는 빛을 반사시키는 공기 입자, 구름 등이 없기 때문에 더 큰 에너지를 담을 수 있다.
현재까지 알려진 바에 따르면 우주에서 쓸 수 있는 태양광 에너지는 총량 기준, 지상 대비 10배 많다.
기후 변화가 가속화되며 친환경 에너지 전환이 필수가 된 현재, 우주태양광발전의 가치는 더욱 높아지는 상태다.
이미 유럽우주국(ESA)은 지난해 12월 우주태양광발전의 가능성을 시험하기 위한 '솔라리스' 계획을 승인했다.
해당 프로젝트는 2025년까지 기술 기초를 확보, 2030년 실증기, 2035년 시험발전소 운영을 걸쳐 최종적으로는 2040년 상용화에 들어가는 것을 목표로 삼고 있다.
상용화 단계 목표인 2040년에는 태양광발전위성을 정지궤도에 보내 2GW급 전력을 지구로 전송해 사용할 수 있다.
영국에서도 우주태양광발전 개발을 위한 움직임을 보이고 있다. 영국은 정부 주도 하에 학계와 기업이 '스페이스 에너지 이니셔티브(Space Energy Initiative) 컨소시엄을 구성, 카시오페이아(CASSIOPeiA) 태양광발전 위성 개념 개발을 진행 중이다.
이처럼 각국에서 우주태양광발전을 상용화에 적극 나서고 있는 가운데 이번 연구결과의 중요도는 아주 높다.
우주태양광발전에 핵심으로 꼽히는 패널의 상용화 가능성을 넓혔기 때문이다.
이중에서도 스완지 대학의 과학자들이 개발한 카드뮴 텔루라이드 태양 전지 기술이 긍정적인 평가를 받고 있다.
과학자들에 따르면 카드뮴 텔루라이드 태양 전지는 기존에 사용하던 전지 보다 더 넓은 영역을 커버할 수 있으며 더욱 가볍고 뛰어난 내구성을 가지고 있다. 생산 단가 역시 이전보다 저렴해졌다.
뿐만 아니라 서리 대학 연구팀은 알제리 우주국(ASAL)의 엔지니어와 협력해 우주 공간에서 태양광 에너지의 성능을 측정하는 기구를 개발했다. 이를 통해 보다 정확한, 지속가능한 데이터를 수집할 수 있을 전망이다.
언더우드 교수는 "이번 초저질량 태양 전지 기술은 우주에 배치된 대규모 저비용 태양열 발전소로 이어져 보다 지속가능한, 청정에너지를 지구로 가져올 수 있게 할 것"이라며 "이제 해당 기술이 궤도에서 안정적으로 작정한다는 최초의 증거를 갖게 된 셈"이라고 밝혔다.
[데일리e뉴스= 정수성 기자]
