태양은 우리에게 매일 무한한 에너지를 선물하지만, 이를 효율적으로 활용하는 것은 여전히 큰 과제입니다. 최근 영·호남 지역을 중심으로 태양광 발전 설비가 급증하고 있으나, 생산된 전력을 수요가 많은 수도권으로 보낼 전력망이 부족해 도시 내에서 직접 전기를 생산하려는 시도가 늘고 있습니다. 하지만 복잡한 도시 환경은 좁은 공간과 건물에 의한 부분 음영 문제로 인해 기존 태양광 시설을 설치하기에 많은 제약이 따랐습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 한국전기연구원(KERI)은 도시 환경에 최적화된 완전히 새로운 형태의 태양광 모듈 기술을 선보였습니다.

도시 환경은 경제성뿐만 아니라 안전과 환경 문제까지 세심하게 고려한 새로운 형태의 태양광 모듈 기술이 반드시 필요한 공간입니다.

한국전기연구원 차승일 박사 연구팀이 개발한 혁신적인 모듈은 지난 40년간 이어져 온 태양광의 소재와 구조를 근본적으로 바꾸었습니다. 기존의 크고 딱딱한 태양광 셀 대신 이를 잘게 쪼갠 '테셀레이션(모자이크형) 구조'를 채택한 것이 핵심입니다. 이러한 구조적 변화 덕분에 도시의 복잡한 지형과 구조물에도 유연하게 대응할 수 있게 되었습니다. 단순히 형태만 바꾼 것이 아니라, 도시 환경에서 빈번하게 발생하는 부분 음영 문제를 해결하여 에너지 생산 효율을 극대화했다는 점에서 기술적 가치가 매우 높게 평가받고 있습니다.

기술적 완성도를 높이기 위해 연구팀은 기존의 무겁고 깨지기 쉬운 강화 유리와 플라스틱 필름 대신, 실리콘으로 셀을 하나하나 밀봉하는 방식을 택했습니다. 여기에 유연 전극을 결합하여 종이접기가 가능할 정도의 높은 유연성을 확보했습니다. 또한 화재 안전을 위해 가연성 소재를 난연 소재로 대체하여 도심 속 안전 문제까지 세심하게 고려했습니다. 전기적으로는 직렬과 병렬을 혼합한 하이브리드 연결 방식을 적용하여, 일부가 가려지더라도 출력을 유지하고 과열 현상인 핫스팟(Hotspot)을 방지하는 탁월한 성능을 보여줍니다.

특히 주목할 만한 점은 별도의 기계 장치 없이도 해바라기처럼 태양을 스스로 추적하는 '셀프 트래킹 기술'입니다. 일체형으로 구현된 이 기술은 기존 평면 모듈보다 전력 생산량을 60% 이상 향상시키는 놀라운 성과를 거두었습니다. 이러한 기술력은 세계적으로 유일하며, 권위 있는 과학 저널인 '지속가능한 에너지와 연료(Sustainable Energy & Fuels)'의 표지 논문으로 선정되는 등 대외적으로도 우수성을 인정받았습니다. 이제 태양광 모듈은 단순한 발전 설비를 넘어 도심의 벤치, 차광막, 무인 수송기 등 우리 생활 곳곳에 녹아들 준비를 마쳤습니다.

신재생에너지는 경제성과 안전성이라는 두 마리 토끼를 모두 잡아야 하는 분야입니다. 한국전기연구원은 이번 연구를 통해 단순한 에너지 생산을 넘어 도시 환경에 적합한 안전하고 부가가치 높은 새로운 산업 생태계의 기반을 마련했습니다. 기후 위기 대응과 RE100 달성이 기업의 생존 전략이 된 지금, 생활 밀착형 태양광 기술은 미래 경제의 핵심 동력이 될 것입니다. 도심 속에서 전기를 자급자족하는 지속가능한 일상은 이제 먼 미래의 이야기가 아니며, 인류의 더 밝은 내일을 위한 기술 혁신은 앞으로도 계속될 것입니다.