‘미래의 길’ 달리는 태양광도로…1㎞설치시 160가구 전기 공급

[솔개]

솔라플렉스, 플렉시블 CIGS 박막 태양전지로 더 나은 미래 꿈꾸다

차별화된 태양전지 기술로 태양광 시장 이끌겠다!

출처 : 솔라투데이 2018. 07. 03. 최홍식 기자

[솔라투데이 최홍식 기자] 태양광에너지에 대한 수요와 관심이 높아지면서 태양광산업은 비약적인 발전을 했다. 발전소 건설 기술은 물론 발전설비를 유지 보수하는 시장도 확대됐다.

태양광 관련 산업 발달로 다양한 제품이 생산되고 효율성을 높인 기술이 끊임없이 개발되고 있지만 여전히 일상생활에서 활용 가능한 태양광 기술이나 제품은 찾아보기 어렵다. 무겁고 깨지지 쉬운 셀과 모듈로 인해 태양광발전 설비는 고정식 형태가 대부분이며, 발전 효율 때문에 소형화 단계도 더딘 상황이다.

태양광발전에 대한 인식이 바뀌고 에너지 소비에 대한 생각이 바뀌면서 사람들은 더 작고 편리하면서도 효율이 높은 기술의 제품을 찾고 있다. 투박하고 규격화된 디자인을 넘어 일상에서 자유롭게 활용 가능한 태양광발전 제품 수요가 점점 늘어나는 상황이다.

솔라플렉스는 지난 2013년 설립된 벤처기업으로 플렉시블 CIGS 박막 태양전지 셀·모듈을 연구개발하고 이를 응용한 제품을 개발하고 있다. 플렉시블 태양전지로 시장을 주도해 갈 솔라플렉스 박기주 대표를 만났다.

솔라플렉스에 대해 소개를 한다면?

태양전지 연구 개발 벤처기업으로 2013년 11월에 설립됐다. 현재는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지에 대해 연구하고 응용분야 제품 개발에 심혈을 기울이고 있으며, 2017년에는 다양한 제품을 시장에 선보일 예정이다.

2015년 한국에너지기술평가원으로부터 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 적용한 미니 트래킹 시스템 개발과제 주관사로 선정되어 3년간 연구 및 제품개발을 진행하고 있다.

이어서 2016년에도 태양전지를 활용한 생활밀착형 전원 개발 참여 기업으로 선정되어 신기술 개발에 주력하고 있다. 그 밖에 소량생산 및 국방사업 관련 과제에도 선정돼 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 적용한 국방용 무전기 충전모듈 제품을 연구 개발하고 있다.

솔라플렉스를 대표하는 기술과 제품은 무엇인가?

플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 양산제조하는 기술과 경험은 국내에서 유일하게 솔라플렉스가 보유하고 있는 기술이다. 현재 플렉시블 CIGS 박막 태양전지 셀 개발을 통해서 11.98%의 효율 인증을 확보하고 있으며, 계속적인 연구 개발을 통해 16% 이상의 셀 데이터를 확보하고자 노력하고 있다.

먼저 플렉시블 CIGS가 적용된 태양광 모듈은 발전용량이 50~100W 정도로 아파트 베란다에 사용되며 일조 방향에 따라 트래킹이 가능한 시스템이다.

솔라플렉스에서 개발한 투과형 플렉시블 CIGS는 세계 최초로 빛이 투과되는 태양광 셀이다. 불투명 했던 기존 제품들에 비해 채광과 발전을 동시에 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 다양한 모양과 패턴으로 제작이 가능해 제품 적용 범위가 넓다. 투과형 발전하우스, 군용 위장막 등에서 활용가능하며, 발전이 가능한 창호 유리를 제작하여 건물일체형 태양광(BIPV) 사업과 연계할 수도 있다.

태양전지도 여러 종류가 있다. 특별히 플렉시블 CIGS 박막 전지에 집중하고 있는 이유는?

플렉시블 CIGS 박막 태양전지는 스테인리스 스틸 기판에 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se)을 증착해 얇은 필름 형태로 태양전지를 만드는 제조법이다. 기존 실리콘보다 생산단가가 저렴하고 고온에서 효율 감소가 적은 장점을 가지고 있다. 게다가 플렉시블 기술이 적용되어 가볍고 잘 휘어지며 쉽게 깨지지 않아 차세대 태양전지로 각광받고 있는 기술이다.

관련 제조사는 세계적으로도 5개사 미만으로 전체 생산량은 350MW 정도 된다. 현재까지는 공급이 수요보다 많은 상황이지만 다양한 산업분야에 적용가능하고 생산 단가가 저렴하기에 수요는 점차 증가할 것으로 보인다.

솔라플렉스는 일반적인 태양광발전 시장 대신 실리콘 태양전지를 적용하기 힘든 틈새 시장 공략을 목표하고 있다. 앞서 말했듯 투과형 발전하우스, 건축용 창호 유리, 아웃도어 시장 등 다양한 분야로 제품을 활용할 수 있어 수익 창출 가능 영역이 넓다.

현재 세계 태양광 시장에서 플렉시블 CIGS 태양전지는 휴대성이 뛰어나다는 이유로 아웃도어 상품이나 군용 무전기 충전 시스템에 적용 되는데, 이들 제품은 W당 10달러 이상의 가격으로 판매되고 있다. 또한, 건축용 자재로 활용이 가능해 건물일체형 태양광발전 시장에서 W당 15달러 이상으로 판매되고 있다. 에너지세이빙 건물이나 제로에너지 건물 사업과 관련해 성장이 예상된다.

솔라플렉스 제품과 다른 제품의 가장 큰 차이가 있다면?

태양광 산업 발전으로 세계 태양광 시장에는 다양한 제품이 생산 판매되고 있다. 물론 솔라플렉스에서 생산하고 있는 제품과 유사한 제품도 있다. 하지만 차별화된 기술을 바탕으로 시장 경쟁력은 충분하다고 생각한다.

아파트 전용 미니 트래킹 태양광발전 시스템은 기존 실리콘 모듈에 비해 발전효율을 150% 이상 향상시켰다. 또한, 탈부착이 가능한 형태로 평상시에는 집에서 사용하고 여행이나 캠핑을 할 때면 휴대용 활용도 가능하다. 가볍고 설치와 해체가 쉬워 누구나 사용 가능하다는 장점이 있다.

또한, 기존 모듈이 빛을 투과시키지 못하는 불투과형인데 비해 솔라플렉스 제품은 개구율과 디자인 패턴 조절을 통해 빛 투과 및 발전을 할 수 있다는 차별성을 가지고 있다.

솔라플렉스만의 특성을 활용해 진출하고자 하는 사업분야가 있나?

플렉시블 CIGS 박막 태양전지는 무게가 가볍고, 자유롭게 휘어지며 쉽게 깨지지 않는다. 다양한 형태와 사이즈, 제품으로 활용이 가능하다. 국내에서는 아직 기술 상용화가 이뤄지지 않아 성장 가능성 또한 높은 편이다.

솔라플렉스는 플렉시블 CIGS 태양전지를 활용해 4가지 영역에서 사업을 진행할 계획이다.

플렉시블 모듈을 활용한 태양광발전 시스템 보급에 앞장서고 아파트에 적용 가능한 미니 트래킹 시스템을 사업화할 예정이다. 또, 투과형 플렉시블 CIGS 셀을 활용해 발전용 창호 유리와 식물플랜트 사업에서 하우스를 대체할 수 있는 제품을 만들 계획이다. 더불어 국방물자 관련 연구개발과 제품화를 통해 플렉시블 CIGS 박막 태양전지 시장을 확보해 갈 생각이다.

태양전지를 연구하고 개발하는 것이 쉽지 않은데, 어떤 계기로 사업을 하게 됐나?

미국계 벤처회사에 처음 근무하면서 유리에 CIGS를 개발하게 됐고, 국내 최초로 상용화 제품까지 개발했다. 당시 약 4개월만에 에너지 효율을 10%까지 올렸고, 그 경험을 바탕으로 대양금속에서 플렉시블 CIGS 박막 태양전지 25MW를 생산했다. 이후 대양금속의 워크아웃으로 사업이 중단되었지만 미련이 남아 창업을 하게 됐다. 창업을 하는데 고민이 많았지만 아내의 격려와 응원으로 지금까지 올 수 있었다.

2017년 솔라플렉스의 계획은?

먼저 현재 개발중인 정부 과제를 성실하게 수행하고자 한다. 플렉시블 CIGS 박막 태양전지의 경쟁력을 확보하기 위한 셀 개발에 더욱 노력해 고효율의 셀과 모듈을 생산하는 기술을 개발할 예정이다.

플렉시블 CIGS 기술을 활용해서 일반 CIGS 발전 모듈 제품을 생산하고, 미니 트래킹 시스템과 투과형 셀&모듈을 활용해 제품 영역을 다양화하고 이를 통해 매출 증대를 목표하고 있다.

마지막으로 올 하반기에는 소규모 모듈 공장을 구축해 다양한 플렉시블 CIGS를 적용한 제품을 양산하고, 투자 유치를 통한 셀 제조라인을 구축할 계획이다.

‘미래의 길’ 달리는 태양광도로…1㎞설치시 160가구 전기 공급

출처 : 헤럴드경제 2018-04-30 11:48 배문숙 기자

솔라플렉스 국내 첫 개발

네덜란드·프랑스 등 상용화 총력

정부는 2030년까지 신재생에너지 발전 비중을 20%로 끌어올리기로 했다. 늘어나는 신재생에너지 발전 설비의 95%는 태양광과 풍력으로 채운다는 목표다.

태양광은 대표적인 지속가능한 에너지다. 그러나 지붕에 설치하는 태양광 패널은 크기가 제한돼 있어 생산할 수 있는 전기가 그리 많지 않다. 때문에 착안된 것이 태양광 도로(Solar Road)다. 태양광 도로의 원리는 도로의 표면에 비치는 태양광을 태양 전지판이 흡수해서 전기로 전환하는 방식이다. 도로 표면이 거대한 태양 전지판의 임무를 수행하게 되는 것이다. 태양광 도로는 친환경 도시전력생산 프로젝트인 암스테르담 스마트시티(Amsterdam Smartcity) 계획 중 하나로 도로 자체를 태양광발전소로 바꿔 도로 기능과 전력생산 기능을 융합시킨다는 발상에서 출발했다.

㈜솔라플렉스가 국내 처음으로 도로위에 설치한 태양광 모듈. [제공=㈜솔라플렉스］

▶신재생에너지 선진국 ‘태양광 도로 상용화’ 총력

세계 첫 태양광도로는 2009년 네덜란드 암스테르담 북쪽 크롬메(Krommenie)에 설치된 100ｍ자전거 도로다. 이후 네덜란드는 2015년 태양광도로 70km 구간을 시범 설치ㆍ운행하고 있다. 이 시범도로는 2.5×3.5ｍ 크기의 콘크리트 모듈과 강화유리로 덮인 조립식 태양광 패널로 이뤄져 있으며 유리 덮개 표면은 사고방지를 위해 미끄럼 방지 처리가 돼 있다. 프랑스 정부도 500만 유로(한화 63억원)을 투입해 노르망디 지역의 투루브르에 2015년 12월 태양광 전지판을 부착한 ‘태양광 도로’를 개통했다. 미국은 태양광도로를 전지패널에엘이디(LED) 디스플레이까지 결합시킨 지능형 도로시스템개념으로 확대하고 있다. 중국은 지난해 12월 산동성 지난시에 태양광 고속도로를 1km 구간을 설치, 스마트 도로에 필요한 태양광 발전과 무선 충전 기술을 적용했다. 2020년까지 170km 구간을 아웃도반 기반으로 태양광 고속도로 구축 사업을 진행하고 있다.

▶(주)솔라플렉스, ‘한국형 태양광로드(K-SolarRoad)’ 개발 박차

국내에서 처음으로 태양광 도로를 개발하고 있는 벤처기업은 (주)솔라플렉스(SolarFLEX)다. 솔라플렉스는 국내 유일한 플렉시블 CIGS 박막 태양전지 제조사다. CIGS 박막 태양전지는 Cu(구리), In(인듐), Ga(갈륨), Se(셀레늄)의 4가지 복합화합물을 이용해 제조하는 2세대 태양전지다.

특히 솔라플렉스는 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원으로부터 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 이용한 미니 태양광 트래킹 시스템 개발(아웃도어겸용) 및 투과형 창호모듈, 투과형 비닐하우스 셀ㆍ모듈을 개발을 완료했다.

솔라플렉스가 개발하고 있는 태양광 도로는 ▷기본적인 태양광 발전 기능 ▷스마트 도로 ▷스마트 시티내 에너지 공급 ▷전기자동차 유ㆍ무선 충전기술 ▷자율 이동 자동차 빅데이터 처리 무선 인터넷 등 각종 정보를 도로 표면에 표시할 수 있는 태양전지+도로+LED가 일체화 된 태양광과 IOT의 미래 융합 기술이다.

우선, 솔라플렉스의 개발한 제품군은 실리콘 태양전지(c-Si)를 활용한 고효율용 태양광 도로 모듈이다. 또 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 LED 및 도로가 일체화된 사이니지(공공장소나 상업공간에 설치되는 디스플레이)제품을 꼽을 수 있다. 이 제품은 기존 미국의 솔라 로드웨이(solar Roadway)사에서 개발하고 있는 태양광 도로 모듈 보다 LED 피치 간격을 자유롭게 변경이 가능해 정확한 정보 표현을 할 수 있다. 아울러 태양광 도로 및 향후 태양전지와 LED가 같은 공간에서 발전 및 발광이 가능해 벽면 광고판으로도 활용이 가능하다. 솔라플렉스는 국내 최초로 올해 하반기부터 2020년까지 태양광 도로의 발전 성능과 횡단보도 내 야간 보행자 안전을 위한 조명 효과, 날씨ㆍ차량 속도 정보, 스마트 신호등 연계를 통한 검증을 실시 할 예정이다. 지속적인 연구 개발을 통해서 발전성능 향상 및 안전성을 확보한다면 미래의 새로운 태양광 분야로 주목을 받을 것으로 기대된다.

▶태양광도로 1km 설치시 160가구에 전기 공급

한국형 태양광 도로의 경우, 태양광 발전을 위한 별도의 공간이 필요 없다는 장점을 갖는다. 또 태양광 도로를 3ｍ×100ｍ구간내 설치시 실시간으로 50㎾급의 자동차용 고속 전기 충전 스테이션 운영이 가능하다. 도로 주변의 가로등이나, 신호등과 연계를 통한 동작과 가정집으로 송출이 가능하다.

태양광도로 1km 설치시 160가구에 전기 공급이 가능하고, 연간 657㎿생산을 통해 341tCo2/MWh 절감을 할 수 있다. 이는 연간 나무 947그루를 심는 효과와 맞먹는다.

박기주 솔라플렉스 대표이사는 “태양광 도로는 ‘2030년까지 신재생에너지 발전 비중을 20% 까지 확대한다’는 문재인 정부의 신재생에너지 정책 목표에 새로운 설치 장소를 제공하는 중요한 역할을 할 것”이라며 “태양광 도로는 현재의 제한적인 에너지원을 극복할 획기적인 도전이자 도로의 미래”라고 강조했다.

자료출처 : 태양광발전장애인협동조합 https://cafe.naver.com/gaundesun/72