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태양광 발전(Photovoltaic, PV)의 효율성 문제는 오늘날 사용 중인 상업용 태양열 패널에는 심각한 문제이다. 즉, 단지 이용 가능한 태양광의 약 30% 정도만을 이용할 수 있다는 것이 이론적인 최댓값이기 때문이다. 이제, 미주리대학교(University of Missouri) 엔지니어가 포함된 연구팀이 이론적으로 이용 가능한 태양광의 90% 이상을 캡쳐할 수 있는 탄력적인 태양열 필름을 개발하고 있다. 프로토타입이 앞으로 5년 이내에 제작될 수 있을 것이다.
미주리대학교(University of Missouri) 화학공학부 조교수인 Patrick Pinhero 교수는, 이용 가능한 태양광의 90% 이상을 캡쳐할 수 있는 탄력적인 태양열 시트를 개발하는 중이다. 오늘날 태양열 패널은 단지 이용 가능한 태양광의 20% 정도만을 집광할 뿐이다.
미주리대학교(University of Missouri) 화학공학부 조교수인 Patrick Pinhero 교수에 의하면, 태양열을 집광하는 기존의 태양광 발전방식을 사용하여 생산된 에너지는 비효율적이며 이용 가능한 태양열 전자기(가시광선 영역) 스펙트럼의 많은 부분을 놓치고 있다. 연구팀이 개발 중인 이 장치는 필수적으로 얇고 몰드화 가능한 [nantenna]라고 불리는 소형의 안테나 시트다. 이것은 산업용 폐열을 하베스팅하고 그것을 사용 가능한 전기로 변환시킬 수 있도록 설계되었다. 그들의 야심은 이 콘셉트를 적외선 근처에서부터 태양열 스펙트럼의 광학적 영역까지 광범위하게 에너지를 모을 수 있는 [nantenna] 장치에 바로 태양열 집열이 가능하도록 확장시키는 것이다.
아이다호 국립연구소(Idaho National Laboratory) 및 콜로라도대학교(University of Colorado) 전기공학 교수인 Garret Moddel 교수와 공동연구를 진행하면서, Pinhero 교수와 그의 연구팀은 특수한 고속 전기회로를 사용하여 수집된 열과 태양광선으로부터 전기를 추출하는 방법을 개발하는 중이다. 또한, 이 연구팀에는 매사추세츠주 케임브리지에 있는 MicroContinuum, Inc사의 Dennis Slafer씨가 포함되어 있는데, 이 회사는 많은 양의 우수한 에너지 하베스팅 필름을 값싸게 생산할 수 있는 제조 프로세스를 개발 중인 회사이다.
"우리 모두의 목적은 이론적으로 가능한 최대의 태양열 에너지를 모으고 이용하여 그것을 누구에게나 접근 가능하며 비싸지 않은 패키지로 상업적인 시장에 출시하는 것이다. 만약 이것이 성공한다면, 이 제품은 오늘날 우리가 이용하는 현재의 태양열 에너지 기술보다 엄청나게 앞서도록 할 것이다."라고 Pinhero 교수는 말했다.
또한, 미국에너지부와 개인 투자자들이 폐열을 생산하는 태양열 공장과 시설을 포함한 기존의 산업용 인프라시설용 에너지 하베스팅 장치에 대해 많은 관심이 있다.
5년 이내에, 이 연구팀은 현재 사용되지 않는 적외선 에너지를 캡쳐함으로써 기존의 태양열 패널을 보완하는 제품을 생산할 것이라고 믿고 있다. 이것은 탄력적인 필름이기 때문에, 건물용 재료와 인프라시설물에 잘 통합될 것이라고 Pin hero 교수는 믿고 있다. 연구팀은 핵심 기술에 기반을 둔 상업용 제품 스핀-오프 회사를 염두에 두고 있다. 이것에는 공항과 군대에 사용될 밀수확인 제품 적발기술의 개선, 광학 컴퓨팅 그리고 적외선 송수신직결(line-of-sight) 정보통신 등이 포함되어 있다. |