태양전지 대신할 새로운 태양발전기 개발

우주선의 동력원으로 흔히 사용되는 태양전지의 여러가지 문제점을개선, 빛에너지의 전기변환효율을 두배로 높인 태양발전기가 미국에서개발됐다. *** 빛에너지 전기변환효율 두배 높여 *** 미오하이오주 클리블랜드시에 위치한 루이스연구센터 연구팀은 최근태양전지 집광판 대신 반사경으로 집광, 터빈을 돌려 발전하는태양발전기(SDG)를 개발, 이를 오는 90년대말에 발사될 미우주정거장 프리덤 호에 사용하기를 희망하고 있다. 수천개의 실리콘(규소)전지를 이용, 태양빛을 전기로 바꾸는태양전지는 변환효 율이 약 10% 정도로 매우 낮으며 우주선이 지구궤도를선회할 때 지구 그림자에 가 리게 되는 약 35분동안 태양빛을 받을 수없기 때문에 별도의 배터리가 필요하다. 뿐만 아니라 태양빛을 받아들이는 날개 모양의 집광판이 너무 커지상으로부터 3백20km 상공에까지 존재하는 대기의 기단속을 통과할 때인력의 작용으로 선회궤도 를 떨어뜨릴 수가 있다. 그러나 이번에 개발된 SDG는 태양빛을 반사경으로 집광, 수광기에 모아열에너 지로 바꾼 다음 열전도율이 높은 헬륨(He)과 크세논(Xe) 용기로채열, 이 에너지로 터빈을 돌려 전기를 일으키도록 되어 있다. *** 직경 18미터 반사경으로 2만5천W전력 생산 *** 연구팀은 SDG가 전기변환효율을 20%까지 끌어올릴 수 있으며 우주선이지구에 가릴 때도 저장된 열로 계속 터빈을 돌릴 수 있다고 말했는데이같은 효율은 직경 1 8m의 집광반사경으로 2만5천w의 전력을 계속 공급할수 있음을 의미한다. 미항공우주국(NASA)은 오는 98년 발사될 프리덤호에 길이 34m, 너비10m의 태 양전지 집광판 8개를 장착할 계획인데 새로 개발된 태양발전기는이같은 집광판 3개 와 맞먹는 출력을 갖는 셈이다. SDG 개발책임자인 스티브 코헨박사는 "지금까지의 실험결과 출력1만5천w의 엔 진을 4만 시간동안 아무런 이상없이 작동시킬 수있었다"면서 "오는 95년에 본격적 인 지상실험을 실시할 계획으로 있어시간적으로 프리덤호에 충분히 장착할 수 있을 것"이라고 전망했다. SDG는 또 태양전지에 비해 크기가 작아 대기의 인력을 3분의 2까지줄일 수 있 어 우주정거장이 보다 낮은 궤도를 선회할 수 있기 때문에우주왕복선의 연료사용량 을 감소시키고 화물적재량를 늘리는등경비절감효과를 가져올 수 있다. 코헨박사는 "우주정거장은 적어도 30년 이상 우주공간에 체류하면서임무를 수 행해야 하기 때문에 새로운 임무가 생길 때마다 장비도추가설치됨으로써 전력소비 는 계속 늘어나게 된다"고 전제하고 "SDG의뛰어난 성능이 입증된다면 우주정거장이 필요로 하는 동력제공에 아무런문제가 없을 것"이라고 말했다.