한국동서발전, 벽에 붙이는 태양전지로 '제로에너지 빌딩' 실현

한국동서발전(사장 김영문·사진)이 과감한 에너지 기술혁신을 발판으로 탄소중립 실현에 나서고 있다.

동서발전은 기존 태양광 효율의 한계를 뛰어넘을 수 있는 신소재 셀 제작 연구개발에 매진하고 있다.

UNIST와 협력해 실리콘 셀과 페로브스카이트 기반 셀을 결합한 형태의 태양광 셀 제작기술을 개발하고 있다. 페로브스카이트는 부도체, 반도체, 도체의 성질을 지닌 특수한 구조의 금속 산화물이다. 2019년 11월부터 상용화 셀 크기(15.6×15.6㎝)의 대면적 태양전지판 제작을 목표로 UNIST에 관련 장비를 구축했다. 개발이 완료되면 셀 효율을 3%포인트(19%→22%) 높일 것으로 전망했다.

건물 벽면에 부착해 제로에너지 빌딩을 실현할 수 있는 태양전지 기술개발도 추진하고 있다. 실리콘이나 기존 페로브스카이트 소재로 된 태양전지는 두껍고 불투명해 유리창과 각종 곡면형 도심 구조물, 건물 외벽 등에 부착하기 어렵다. 동서발전은 필름형 페로브스카이트 태양전지 연구개발을 통해 유연하면서도 반투명한 상하부 전극을 개발할 계획이다.

이와 함께 농작물 재배와 태양광 발전사업을 병행하는 친영농형 태양광 연구개발로 차세대 태양광 모델 보급을 견인한다. 친영농형 태양광은 LED(발광다이오드)와 빗물을 활용해 기존 영농형 태양광 대비 농업 생산성을 최대 50%포인트 이상 개선한 발전방식이다.

동서발전은 2019년 6월부터 영남대와 50㎾ 규모의 친영농형 태양광 시스템 실증을 진행하며 개발 성과를 냈다. 국내 최초로 식물의 광합성을 촉진하는 LED 파장과 빗물 저장·살수 기술을 적용한 결과, 노지 경작 대비 실증단지의 1·2차 작물 수확량이 각각 117%, 138% 증가했다.

또한 도시 면적의 약 10%에 해당하는 다양한 바닥면(노면)을 활용하는 태양광 모듈을 개발하고 있다. 중소기업과 약 2년간 ‘노면블록형 태양광발전’ 상용화 연구를 통해 지난해 7월 보도블록과 동일 크기에서 발전출력 19W, 발전효율 16% 이상의 태양광 발전모듈을 개발했다. 강도 면에서도 일반 콘크리트 보도블록 강도의 10배 이상으로 우수하다.

모듈당 발전출력과 발전효율 향상을 목표로 현재 산업통상자원부 주관의 신기술 사업화 과제를 추진하고 있다. 기술개발 후 공원, 자전거도로, 보도 등 다양한 바닥면에 실증을 통해 기술을 인증받을 예정이다.

향후 노면블록형 태양광 발전기술과 압전기술을 융합한 신개념 태양광 기술개발로 발전효율과 경제성을 높일 계획이다.

해외 의존도가 높은 풍력발전기 국산화와 해상풍력발전 시장 선도에 박차를 가한다. 동서발전은 국내 풍력발전 전문기업인 유니슨, 전문대학과 함께 4㎿급 이상 대형 풍력터빈의 방향조절용 기어시스템을 국산화 개발하고 있다. 정부의 해상풍력 보급 확대 정책에 발맞춰 해상풍력 발전사업 개발에도 역량을 집중하고 있다.

한국석유공사, 노르웨이 국영기업 에퀴노르와 함께 동해가스전 인근에 200㎿급 동해1 부유식 해상풍력을 추진하고 있다. 2018년 10월 풍황 계측기인 라이다(LiDAR)를 풍황 데이터를 수집·분석해 풍속 8.0㎧ 이상으로 경제성을 확인했고, 지난 5월 예비타당성조사를 통과했다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com