[텍투더퓨처] 태양전지는 물 위에 있어도 괜찮을까?

물 위에 두둥실 떠 있는, 저건 뭐지? 가끔 TV 방송을 통해 바다나 호수 위에 떠 있는 판을 보신 경험이 있을 텐데요. 양식장과 같은 수산물 재배 공간도 있지만 자세히 보면 ‘태양광 발전기’라는 것을 알 수 있을 것입니다. 그런데 말이죠. 발전기가 물 위에 있어도 되는 걸까요? 물 위에 두둥실 떠 있는 태양광 발전기 과연 괜찮을까요?

 

 

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물 위에 떠 있는 태양 전지?

   

물 위를 떠 다니는 태양광 패널을 바로 부유식 태양광 패널이라고 하는데요. 땅에 설치되던 패널은 토양 활용성을 떨어트리기 때문에 좁은 국토를 가진 나라에는 부적합한 에너지 발전 형태였죠. 그래서 고안된 것이 바로 물 위를 부유하는 태양광 패널입니다.

태양광 패널은 언제나 하늘을 향해 있어 해가 뜨는 순간부터 에너지 발전이 가능하며 물의 흐름이 느린 호수나 댐에 설치해 큰 자연재해가 없다면 파손될 위험도 적습니다.

우리나라에는 경상남도 합천군의 합천댐, 경기도 가평군의 청평호 등에 부유식 태양광 패널이 설치되어 있는데요. 이쯤에서 드는 생각은, 발전기인데…물에 들어가도 괜찮나? 라는 것입니다. 이 부분은 한화토탈에너지스의 PE연구팀 김준기 프로님께 여쭤봤습니다!

 

 

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태양전지의 구조

  

안녕하세요, 한화토탈에너지스의 PE연구팀 김준기 프로입니다. 태양전지, 태양광 패널이 물 위에 떠 있어도 안전한 이유는 제가 설명드릴게요.

비밀는 바로, 태양광 패널의 구조에 있습니다. 태양광 패널은 에너지 발전이 일어나는 태양 전지와 태양 전지를 보호하는 막으로 구성되어 있는데요. 

제일 위에는 유리가, 그 밑에는 봉지재 또는 시트라는 석유화학 제품이 있습니다. 그리고 한 가운데 태양 전지가 있고요. 그 밑에는 다시 봉지재(시트)가, 마지막으로 제일 바닥에 유리나 백시트라는 플라스틱 필름을 깔죠. 

이 다섯 개 층 중 태양전지와 붙어있는 봉지재가 태양광 셀을 안전하게 보호하고 있습니다.

 

 

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EVA 봉지재와 POE 봉지재

   

 

태양 전지를 보호하는 봉지재는 태양광패널이 물에 설치되냐, 도시에 설치되냐, 혹은 사막에 설치되냐 등 다양한 조건에 따라 달라지는데요. 설치되는 공간의 온도와 습도 등이 중요합니다.

예를 들어 바닷가의 경우, 바다 위 태양열로 인해 고온 다습한 환경이 지속되는데 이 같은 환경에서 태양 전지를 효과적으로 보호하기 위해서는 POE 봉지재가 필요합니다.

기존에 사용되던 봉지재는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 봉지재가 많았는데요. 분자구조 상 물이 침투할 가능성이 있었습니다. 물과의 결합이 쉬운 산소 분자가 많기 때문이죠. 반면 POE(Polyolefin Elastomer)는 분자 구소 상 산소가 없어 물이 쉽게 붙지 않습니다.

때문에 물 위나 습도가 높은 곳에 설치되는 패널이나 수분에 취약한 고효율 태양광 패널을 쓸 때는 바로 이 POE 봉지재를 선호한답니다. 

 

 

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친환경 에너지를 만드는 석유화학의 힘

   

태양광 모듈은 시간이 갈수록 배터리처럼 수명이 닳습니다. EVA 소재의 경우 수명이 닳는 기울기가 가파르지만 POE 소재는 기울기가 완만해 태양광 패널을 조금 더 오래 튼튼하게 사용할 수 있습니다. 

한화토탈에너지스는 태양광과 같은 친환경 에너지를 더 효율적으로 사용하기 위해 POE소재를 개발했는데요. POE 소재가 한화토탈에너지스 뿐 아니라 전 세계적으로 많이 사용되어 친환경에 크게 기여할 수 있는 계기가 되었으면 좋겠습니다. 

 

전기는 물로부터 멀어져야 한다고 알고 있는데요. 물이 들어가면 안되는 발전기, 물 묻은 손으로 꼽으면 안되는 콘센트… 하지만 석유화학으로 만든 POE 소재의 개발로 우리는 태양광 발전을 ‘물’ 위에서 할 수 있는 힘이 생겼습니다. 이 발명이 장차 수상 에너지 발전에 어떤 기여를 하게 될지, 친환경에 얼마나 큰 영향을 미칠지 기대가 되는데요. 텍투더퓨처 3화 물 위의 태양전지를 지켜주는 POE 봉지재 이야기, 여기서 마치겠습니다. 안녕~

 

 

 

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종합 케미칼 & 에너지 리더,

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