MIT 문진영씨 태양에너지 효율 30%높인 칩 개발
보스톤코리아  2014-11-04, 13:11:36 
클린 에너지 프라이즈 시상식에서 문진영씨(가운데), MIT 동료 연구원들, NSTAR 대표이사 크레이그 홀스트롬(오른쪽)
클린 에너지 프라이즈 시상식에서 문진영씨(가운데), MIT 동료 연구원들, NSTAR 대표이사 크레이그 홀스트롬(오른쪽)
2014-07-25

(보스톤 = 보스톤코리아) 박에바다 기자 =   태양광 효율 1-2%만 증대시켜도 업계에선 큰 발전으로 평가하는데 MIT 문진영 씨가 효율을 최대 30%까지 향상시킨 칩 솔루션을 개발해 화제다.

 MIT전자공학 박사과정 4년차인 문진영 씨와 그의 팀 Unified Solar 는 태양광 패널의 효율저하 문제를 해결할 수 있는 칩 솔루션을 제안, MIT 주최 ‘클린 에너지 프라이즈’에서 대상을 수상하고 미국 에너지부(DOE)와 전력회사 NSTAR로부터 22만 5000달러를 받았다.
클린 에너지 프라이즈는 바람, 파도, 태양 등 에너지 개발 아이디어뿐 아니라, 발전 가능성과 사업화, 시장화 가능성까지 높은 팀을 선정해 시상한다.

 문씨는 “업계에서는 태양광 패널의 효율이 1~2%만 증가해도 큰 발전이라고 한다. 그런데 칩 솔루션이 적용되면 최대30%의 에너지 효율이 향상된다. 제품차별화로 인해 1% 마진만 더 생겨도 큰 이득인 태양광패널 시장이기에 이 칩 솔루션을 반기는 곳이 많다”고 말했다. 세계적인 태양광 패널 제조회사 5곳에서 공정라인을 수정할 의향까지 내비치며 문 씨의 칩 솔루션에 긍정적으로 호응했다는 것이다.

태양광 에너지 효율을 향상시킬 칩을 개발해 22만 5천불의 상금을 수여 받은 문진영 씨
태양광 에너지 효율을 향상시킬 칩을 개발해 22만 5천불의 상금을 수여 받은 문진영 씨
 

 NSTAR 대표이사 크레이그 홀스트롬(Craig Hallstrom)은 Unified Solar의 칩 솔루션이 “태양광 에너지 업계의 판을 뒤집는 획기적 발명”이라며 “패널의 효율성이 높아지면서 더 많은 이들이 태양 에너지에 매력을 느끼고 이용하게 될것”이라고 클린 에너지 프라이즈 시상식에서 연설했다.

 칩 솔루션은 이미 특허를 받았고, 문진영 씨는 이 솔루션을 실제화시켜 칩으로 만들기 위해 칩 설계에 한창이다. “수차례 테스트를 거쳐야 하는데, 이것이 시장화되면 실생활에 매우 효율적으로 적용될 것”이라고 문 씨는 기대한다.

 이 솔루션은 태양광 에너지 분야에서 획기적인 변화를 가져올 수 있다. 태양광 패널의 가장 큰 적은 패널 내의 불균일한 그림자인데, 그 문제를 해결해 불균일한 그림자의 영향 아래에서도 태양광 에너지를 최대한으로 생성해낼 수 있게 되기 때문이다.

 태양광 패널은 60~70개의 ‘셀’이 직렬로 연결되어 있어 한 셀이라도 나뭇잎이 덮이거나 그늘이 지게 되면 패널 전체의 효율이 저하된다. 다른 셀이 완벽하게 햇빛을 받고 있어도 가장 능률이 낮은 셀이 전체 패널의 효율을 결정하기 때문이다.

 문진영 씨가 개발한 칩 솔루션은 모든 셀의 전류 균형을 강제시키는 기술을 탑재하고 있다. 이 때문에 최대전력추종제어(MPPT)가 셀 레벨에서 이루어지며, 패널 내에 특정 부위 셀 효율이 떨어져도 다른 셀의 효율이 영향을 받지 않는다.

 팀에서 칩 설계를 담당한 문진영 씨는 애초에 프로젝트에 참여할 때부터 ‘주택가’를 염두에 뒀다. 원래 하루종일 꾸준히 그늘이 지는 곳에는 태양광 패널을 설치하지 못했다. 대부분의 태양광 발전소가 허허 벌판이나 사막에 있는 이유이기도 하다. 게다가 태양광 패널을 설치하려면 전문가가 그 장소에 그림자가 얼마나 자주 생기는지 등을 조사하며 견적을 내야 한다. 패널 가격을 제외한 설치 견적 비용만도 몇 백불이 훌쩍 넘기 때문에 일반 가정에서 태양광 에너지 도입은 예삿일이 아니었다. 문씨는 이 칩 솔루션을 탑재한 패널의 경우에는 "부분적인 그늘이 하루종일 생기는 지붕이라도 설치를 위한 주변 환경 분석에 신경쓸 필요가 전혀 없다"고 말했다.

 “보스톤만 해도 현재 태양광 패널을 설치한 곳이 많이 없어요. 복잡한 시가지에서는 주변이 확 트여있지 않아서 하루종일 여기 저기 그늘이 지거든요. 칩 솔루션이 적용되면, 쉽게 말해서 그늘의 정도나 패턴에 관계 없이 집 지붕에 태양광 패널을 설치하고 벽에 전깃줄을 꼽기만 하면 전기사용료가 낮아지는 거예요.”

 칩 솔루션이 적용된 태양광 패널은 부분적인 그늘에 의한 효율성 저하가 거의 완벽하게 사라진다. 이 때문에 에너지 효율이 최대 30%까지 증가할 뿐만 아니라 태양광 패널을 설치할 수 있는 곳이 크게 늘어난다. 패널을 구입해 전기만 연결하면 되기 때문에 발전소, 회사, 공장 등은 물론 일반 가정에서 태양광 에너지 사용이 가능한 날도 머지않은 듯하다.





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