태양전지 셀의 변환효율
이면 전극에서 22.3% 달성
새 구조 채용, 대형화 목표 샤프는 전극을 이면에 형성한 백컨덕트식(이면 전극)의 새 구조 태양전지 셀의 변환효율을 0.6포인트 늘린 22.3%로 높였다. 시작 셀의 치수 사방 17밀리미터를 실용 수준까지 대형화하여 양산할 계획이다. 빛에너지를 전기로 바꾸는 변환효율을 높이는 방법으로 백컨덕트가 주목되고 있다. 카나디언 솔라도 가격을 낮춘 백컨덕트식을 제품화하는 등 각사가 개발에 기염을 토하고 있다.
일반적으로 태양전지는 셀 표면에 은색 배선이 있다. 배선은 셀에서 전자를 모아서 전류로 취출하는 전극의 움직임을 띄고 있으나 배선 부분은 빛을 차단하므로 발전량이 떨어진다. 백컨덕트는 셀 표면 전체를 발전에 사용할 수 있어 발전효율을 높일 수 있다.
샤프는 백컨덕트식을 채용함과 동시에 셀의 구조를 바꾸었다. 이 회사는 단결정 실리콘을 백컨덕트화한 셀의 양산을 끝냈다. 이번에 단결정 표면과 이면에 비결정층을 성형한 셀에 벡컨덕트식을 채용하여 22.3%를 달성했다.
단결정과 비결정의 조합은 파나소닉의 「HIT태양전지」와 같은 발상으로 발전효율이 높다. 앞으로는 셀을 실용적인 사방 150밀리미터까지 크게 하여 양산화할 계획이다.
카나디언 솔라는 2012년에, 전자를 모으는 극세 배선만을 표면에 남긴 백컨덕트식을 발매했다. 셀을 조합시킨 모듈의 변환효율은 16.50%로, 통상의 이 회사의 단결정 모듈보다 1포인트 정도 높다. 타사의 백컨덕트식보다 가격을 낮추었다고 하며, 수년 후에는 주택용 모듈의 주력 제품으로 만든다.
백컨덕트를 미국 썬파워가 처음으로 양산했다. 이 회사의 셀을 채용하는 東芝의 태양전지 모듈의 변환효율은 20.1%로, 세계 최고 수준. 썬파워는 변환효율 24%의 셀도 개발했다. 일간공업

태양광 발전의 역조류 발생 시
주택가의 전력 계통 안정화
三菱電機가 장치 개발
전압상승 억제 출력제한 없음
三菱電機는 주택의 태양광 발전 시스템에서 대량의 전략이 흘러나온 전력 계통을 안정화하는 장치를 개발했다. 전신주에 설치하여 주택가의 계통의 전압상승을 억제하여 계통 전체의 송배전을 안정적으로 유지한다. 태양광 발전의 출력 제한 등 다른 방법보다 효율적으로 계통을 조정할 수 있을 전망. 태양광 발전의 대량 도입을 지원하는 스마트그리드(차세대 전력망)기술로 실용화할 계획이다. 개발한 것은 주상(柱狀) SVC(정지형 무효전력 보상장치). 다 사용하지 못한 태양광 발전의 잉여 전력이 계통으로 흐르는 역조류가 대량 발생한 계통의 전압 상승을 억제한다. 내장한 인버터 등을 사용하여 전력으로 사용하지 못한 무효 전력을 조정하여 전압 상승을 방지한다.
역조류의 대량 발생 시에 계통을 안정시키는 수단으로 태양광 발전의 출력을 제어하는 방법이 고안되고 있다. 그러나 출력제한은 매전(賣電) 수입의 감소로 이어진다. 전신주 위 SVC를 실용화할 수 있게 되면 출력 제한이 필요치 않게 되어 태양광 발전을 유효하게 이용할 수 있으리라 전망된다. 계통안정에 사용되는 정치형(定置型) 축전지의 설치비용도 절감할 수 있다.
SVC는 통상 변전소 등 송전 측에 설치되어 계통안정화에 사용된다. 三菱電機는 이를 소형화하여 주택 등 수요가 측에 설치할 수 있게 하였다. 지금까지 자사의 계통 변전 시스템 제작소(兵庫縣 尼崎市)에서 실증하여 효과를 인증. 전력 회사 등에서 수요가 있으면 실용화할 것이다. 현재의 장치는 폭 850밀리×깊이 900밀리×높이 2200밀리미터로 실제 설치를 위해 소형화한다.
전력은 발전소 측에서 고압으로 송전하고, 주택에서 전압을 낮추어 배전한다. 역조류가 대량 발생하여 주택 측의 전압이 상승하면 송배전의 균형이 무너진다. 經濟産業省은 보고서에서 2014년 무렵에 태양광 발전의 대량 도입에 따른 계통에 대한 영향이 생길 것이라고 지적하고 있어 그 대책이 요구되고 있다. 일간공업

평형을 갖춘 양자점 태양전지 제조

저가로 쉽게 만들 수 있는 안정한 광전지를 제조하기 위해 지난 수 년간 양자점이라 불리는 작은 입자들을 이용하는 것에 많은 관심을 가져왔다. 그러나 지금까지 이런 전지 개발은 실용적으로 양자점들을 이론처럼 전하를 전도하는데 좋지 못하다는 사실로 한계에 직면하게 되었다. 현재 금속 칼코게나이드로 불리는 화합물로 만들어진 가장 널리 사용되는 양자점 형태에 대하여 MIT 연구원들은 중요한 점을 발견했다. 이 결과는 한계로 작용하는 요소가 양자점들을 만드는 두 기본적인 성분의 비율이 좋지 못하기 때문이라고 예측했다.
새로운 결과들은 ‘Impact of Stoichiometry on the Electronic Structure of PbS Quantum Dots’라는 제목으로 Physical Review letter지에 최근 게재되었다.
이 그림은 납 황화물 양자점 배열을 보여준다. 각 양자점들은 표면에 결합된 분자들에 의해 패시베이트 (Passivate)된다. 납과 황의 불균형한 양으로 만들어진 도트들은 전자들이 소자의 전기 이동을 낮출 수 있게 높게 국부화되는 경향이 있다.
이 연구에서 양자점으로 이용된 물질인 납 황화물의 벌크 양에서, 납 원자와 황 원자들의 비가 정확히 1대 1이다. 그러나 이 경우 약 5나노미터인 양자점을 만드는데 이용된 아주 작은 양에서는 이 비가 자세히 연구되지 않았지만 이 비율이 매우 확실히 요소라는 것은 모든 것을 변화시킬 수 있을 것이다. 연구원들은 이 비율이 물질의 전기특성을 결정짓는 것이라고 확인했다. 화학양론이 완벽히 1대 1일 때 양자점은 이론이 예측한 정확한 반도체 특성을 제공하며 완벽하게 그 역할을 한다. 그러나 이 비에서 납이 조금 더 혹은 황이 조금 더 많아지면, 이 특성은 전하들을 전도하는 태양 전지의 성능을 방해하도록 한다.
연구원들은 이 물질 내부 모든 원자가 모든 방향의 주변 원자들을 가지며 원자의 잠정 결합들 모두가 이용되지만 몇 개의 표면 원자들은 주위 원자들이 결여되고 그 결합들은 주위 환경에서 다른 원자들과 반응할 수 있다고 설명한다. 이 결여 결합들은 양자점의 전자 특성에서 중요한 역할을 한다고 믿고 있다.
따라서 공통된 의견은 물질의 표면상에 모든 결여 원자 결합들에 결합된 여분 분자들의 부착인 패시베이션 (passivation)으로 최고의 소자가 될 수 있을 것이라는 것이다. 이 아이디어는 리간드라고 불리는 패시베이트된 물질이 항상 성능을 향상시킬 수 있을 것이라는 것이었지만 과학자들이 기대했던 만큼 향상되지 않았고 때때로 더 나빠졌다.
이것은 지금까지 믿었던 일반적인 관점이다. 하지만, 현재 어떻게 많은 댕글링(dangling) 결합들이 양자점들이 중요하지 않은지를 알아냈다. 이는 납과 황 기반 도트들 내에서는 트랩 (trap) 상태 밀도가 실제 영향을 미치지 않기 때문이다. 만약 정확히 1대 1 비율을 가진 도트에서는 리간드를 부착하는 것이 상태를 더 나쁘게 만드는 것이다.
새로운 연구는 이러한 원인을 해결하고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션은 효과적인 1대 1 균형을 회복하도록 화학양론에서 어떠한 차이를 균형 있게 맞추기 위해 결여 결합들을 충분하게 중성화시키는 양인 최적 패시베이트 물질 양이라는 것을 보여준다. 패시베이트 물질이 너무 많거나 적으면, 불균형은 물질의 효율을 감소시키도록 남거나 심지어 증가한다.
전소 소자, 조명과 태양 전지 등의 응용에서 양자점에 대한 잠재력이 매우 많았다. 다른 잠재적인 장점들 중 양자점 태양 전지는 일반적인 광전지에 이용된 고온 에너지 소요 공정들 보다 실온에서 용액으로부터 물질을 증착시켜 저온 공정 내에서 제조될 수 있다. 또한, 이런 소자들은 입자들의 크기와 모양을 조절함으로써 에너지로 최고의 전환을 얻기 위해 광의 특정 파장을 정확히 조절할 수 있다. 지금까지 양자점 태양 전지로 얻어진 효율을 향상시키기 위해 연구원들은 왜 전하들이 이 물질 내에 포획되는지 이해할 필요가 있다. 이런 지식을 적용하는 방법과 조절이 잘 된 원소 비율을 가진 양자점들을 제조하는 방법을 찾는 것은 많은 문제들을 동반할 것이지만 이 표면을 조절하는 수많은 방법들이 있다.
이 발견은 표면 처리들이 이 물질에 영향을 끼치는 방법을 연구하면서 연구원들은 트랩 상태들의 원인을 기대치 않게 관찰했다는 것이다. 이 연구와 연결되지 않은 Davis에 위치한 캘리포니아 대학 물리학과 화학과 교수인 Giulia Galli는 이 연구가 꽤 혁신적이고 중요한 연구이며 양자점의 특성을 조절하기 위해 화학양론을 조절하는 새로운 실험들을 자극할 수 있을 것이라고 전했다. GTB

반도체 가스 센서
10분의 1로 소형화
에스아이에스 전력도 5분의 1

에스아이에스(兵庫縣 伊丹市, 사장 小笠原憲之)는 北陸電氣工業과 공동으로 개발한 미소전기기기 시스템(MEMS)를 이용한 반도체 가스 센서(사진 오른쪽, 왼쪽은 기존 제품)를 발매했다. 이 회사 기존 제품 대비 10분의 1로 소형화하고 소비전력을 5분의 1 이하인 20밀리와트로 낮추었다. 첫해는 센서 출하를 중심으로 10만 개의 판매를 전망한다. 가격은 현 단계에서 이 회사 기존 제품에 비해 조금 비싸지만 이용자의 본격 채용에 맞추어 동등 이하 까지 낮출 예정이다.
반도체 가스센서 메이커인 에스아이에스가 北陸電氣工業의 MEMS기술을 조합시켜 개발했다. 실리콘 기판 위에 미세한 구조를 만들어 넣어 가스 감지 재료를 도포하는 면적을 줄임으로써 소형ㆍ전력의 절약을 실현했다. 앞으로는 소비전력을 1000분의 1까지 절감할 것을 시야에 넣고 있다.
우선은 이 회사가 높은 점유율을 가진 공기청정기용과 알코올체커용 반도체 가스 센서의 대체를 목표로 한다. 또 소형이라는 특성을 살려서 앞으로는 탑재가 어려웠던 휴대전화와 손목시계 등의 소형전자기기에 대한 탑재도 제안해 나갈 방침. 일간공업

미국, 태양에너지 발전기술의 현주소

매사추세츠 주(Massachusetts) 공무원들은 매사추세츠 주의 태양에너지 발전기술을 촉진할 수 있는 주요 지원제도 - 그들의 프로젝트(project)에 자금을 지원하는 데 도움을 주기 위해 사용하는 크레디트(credit: 재생에너지 크레디트)를 강매하기 위해 수백만 달러를 소비하는 것을 포함 - 중 하나를 강화하기 위해 수많은 단계를 거칠 준비를 하고 있다.
지난 1년 반 동안 태양에너지 발전설비 설치가 매사추세츠 주에 급격하게 증가하여왔다. 왜냐하면, 일련의 주정부 및 연방정부 지원제도가 그 효과를 충분히 발휘하였기 때문이다. 지난달, Deval Patrick 주지사는 사우스 보스턴(South Boston) 지역 건물 지붕에 태양광 발전설비를 설치하는 것과 관련한 기자회견을 개최하였으며, 다음과 같은 말을 하였다: 매사추세츠 주는 앞으로 4년 동안 250MW 이상의 태양광 발전용량을 이미 달성하였다. 그는 2020년까지 1,600MW라는 새로운 목표를 세웠다. 하지만, 매사추세츠 주의 급격한 태양에너지 성장에서는 특별한 크레디트 개발업체들 중 한 업체가 주도적인 역할을 하였다. 그 결과 크레디트의 가격을 억제하였으며, 태양광발전산업 팽창을 위협하고 있다. Patrick 행정부는 현재 과잉공급 일부를 흡수하기 위해 노력하고 있다. 왜냐하면, 가격의 안정화를 도모하기 위함이다.
매사추세츠 주 재생에너지 및 대체에너지 개발국 Dwayne Breger 국장은 이에 대해 “태양광 발전시장에는 과잉공급이 존재한다. 우리는 균형을 위해 시장을 되돌릴 필요가 있다. 다시 말해, 다른 곳의 과잉공급을 흡수함으로써 부족한 공급을 메움으로써 수요공급의 균형점을 찾아 가격을 안정시킬 수 있는 것”이라고 말했다.
Patrick 행정부에 의해 추진되고 있는 이러한 움직임은 태양광 발전기술이 두 개의 지원제도 - 이 제도들은 궁극적으로 매사추세츠 주 전역에 있는 전력수요고객들에 의해 지원될 것이다 - 에 얼마나 의존적인지를 보여주는 또 다른 신호이다. 하나의 크레디트는 전력의 팽창한 가격으로 태양광 발전업체에게 지불될 것이다. 태양광 재생에너지 크레디트라고 명명된 또 다른 크레디트 또는 SREC는 태양에너지를 활용한 전력을 생산하기 위해 간단하게 지불된다.
태양광 개발업체들이 1,000 KWh를 생산하기 위해 SREC를 받아들였다. SREC는 가치가 있다. 왜냐하면, 주정부 규제자들은 매사추세츠 주에 전력을 판매하고 있는 기업들로 하여금 그들의 전력 판매량의 27% 정도 양의 태양에너지 크레디트를 구매할 것을 요구하였다. 2010년과 2011년 (크레디트의 수요가 공급을 능가하였을 때), 크레디트는 1kWh당 55센트에 판매되었다. 이는 현재 소매전력가의 세 배를 능가하는 수치이다. 하지만, 태양에너지 생산량이 2012년 증가되었기 때문에 SRECs는 시장에 범람하였으며, 태양에너지 전력 가격이 1kWh당 20센트로 떨어졌다.
금요일, 규제자들은 세 가지 단계를 거침으로써 SREC 시장에 안정화를 가져올 계획을 시작할 것이다. 먼저, 매사추세츠 주에 전기를 판매하는 기업들은 그들의 SREC 구매를 판매의 38%까지 증가시킬 의무가 있다. 매사추세츠 주 에너지 자원부 역시 SREC를 8백만 달러에서 1천1백만 달러까지 구매할 계획을 가지고 있다. 그리도 다음 달 에너지 자원부는 1kWh당 28.5센트의 가격으로 잉여 SREC를 판매하고자 하는 목표를 달성하기 위해 입찰을 열 계획을 가지고 있다.
Greger 국장은 이에 대해 “이번 지원제도 및 우리 기관의 목표는 SREC 시장을 안정화시키는 것이다. 따라서 태양광 발전산업은 매사추세츠 주에서 지속적으로 성장할 수 있다. 우리는 확실한 가격을 목표로 하지는 않는다. 우리는 태양광 발전시장의 수요공급 균형을 잡을 수 있게 도와주기 위해 노력하고 있다”고 말했다. GTB

태양광 발전으로 철도 운행
JR東日本이 정식 발표
이달 말, 순차 가동
JR東日本은 2013년도부터 京 葉 차량센터(千葉市 美浜區)에 메가솔라(대규모 태양광 발전소)를 설치하고, 그때 발생된 전기를 철도운행 등에 사용한다고 정식 발표했다. 4월에 메가 솔라의 설치를 시작하여 순차 가동해 나간다. 올 해 안에 출력을 1000킬로와트 이상으로 확대. 연간 발전량은 약 1000메가와트 시를 상정한다. 재생가능 에너지의 도입 확대로 이산화탄소(CO2)의 배출량 삭감으로 이어 나간다.
생겨난 전기는 차량 센터 구내의 사무소와 차고에서 소비하는 이외에 배전선을 통해서 자사의 발전소로 보내어 주변의 철도운행에 활용한다. 또 전기를 유효 이용하기 위해 전력계통을 제어하여 전기를 멀리 보내는 기술로 차량 센터의 설비를 활용하여 실험을 실시한다. 京葉차량센터의 메가솔라의 발전량은 하루 평균 약 2700킬로와트 시. 이것은 山手線의 1편성(編成, 1편성은 11량)이 4번 왕복 주행할 수 있는 전력량에 상당하는 이외에 약 270만 세대가 하루에 소비하는 전력량에 상당한다고 한다. 일간공업

나노구조 사이의 거리 제어
關西大가 장치
DC모터로 기판 신축(伸縮)
태양전지의 고효율화에 길
關西大學 시스템 이공학부의 稻田貢 준교수는 기판 위에 배치한 나노구조 간 거리를 제어하는 「나노구조 간 상호작용 정밀제어장치(PICSN)」을 개발했다. DC(직류) 모터로 기판을 신축시켜 나노구조 사이의 거리를 제어한다. 기판 길이의 변위량은 정전용량 위치 센서로 모니터링할 수 있다. 위치분해능은 100나노미터. 양자 도트의 간격을 변화시켜서 태양전지가 흡수하시 쉬운 빛의 파장으로 바꿀 수 있게 된다. 태양전지의 고효율화 등의 응용을 기대할 수 있다.
개발한 장치는 나노입자 주위의 환경을 바꾸지 않고 나노입자 간격만 변화시킬 수 있다. 따라서 나노입자 간격이 다른 시료가 필요할 때, 시료를 다시 만들 필요가 없다. 게다가 나노입자 사이의 거리를 평균치가 아니라 정확하게 결정할 수 있다.
稻田 준교수는 개발한 PICSN을 이용하여 기판 위에 퇴적한 시료의 발광 특성을 클러스터 간 거리를 변화시켜서 측정했다. 그 결과, 시료 기판의 신축에 대해서 공명 에너지 이동의 확률 변화를 나타내는 발광 스펙트럼에 변화가 보여 PICSN이 유효하게 기능하고 있다는 것을 확인했다.
빛의 색과 종류 등 주변 환경에 맞추어 가장 효율적인 상태에서 발전이 가능하게 되리라 보고 있다. 한편, 기판의 신축으로 색이 변화하는 소재나 전기저항이 변화하거나 자석이 되거나 하는 소재의 개발로도 연결될 듯하다.
나노입자 간 거리는 액체 속의 농도와 분자의 길이, 퇴적 조건으로 제어한다. 단, 농도는 분포가 방향에 의존하지 않는 등방적(等方的)인 제어만이 가능하고 분자는 동일한 시료로는 제어가 불가능하다고 한다. 일간공업

태양광 없이도 발전
광 발전소자 다목적 센서로
國際先端技術總合硏究所(東京都 港區, 사장 小松信明)는 1000룩스 이하의 낮은 조도에서 기동하는 고기능형 광발전 소자의 개발에 성공했다. 적외선에 의한 데이터를 송신 시스템으로 채용하여 일정한 빛만 있으면 태양광이 없어도 발전할 수 있다는 것을 실증했다. 다목적 센서로 이용이 가능하여 小松사장은 「갖가지 디바이스 개발처와 용도개발을 추진하고 싶다」고 말하고 있다.
國際先端技術總合硏究所는 早稻田大學의 逢坂 연구실과 공동으로 나노이산화규소의 인공수정을 이용한 태양전지의 개발에 세계 최초로 성공했다. 이 인공수정(人工水晶)을 이용하여 낮은 조도에서도 태양전지를 기동할 수 있도록 개량했다. 광발전소자 부분은 주로 인공수정과 무기색소의 적층구조. 기온, 기압의 측정센서, 데이터 송신, 수신부를 조합시킨 시스템을 제작했다. 50평방센티미터의 소자에 1000룩스의 빛을 쏘임으로써 약 2.8밀리와트의 전력을 얻어서 데이터 송신에 성공. 특허출원했다.
현재는 극저(極低) 조도 광 발전소자의 개발에도 들어가 있다. 실험실 단계에서는 2평방센티미터의 광발전소자에 약 20룩스의 빛을 쏘아서 약 10수 마이크로앰페어의 전류를 통하게 하는데 성공했다. 小松사장은 「연구실 수준의 수작업으로 제작한 시스템에서도 이만큼의 결과가 나왔다」고 말하며 양산을 목표하고 있다.
저조도 광전소자의 실용화로 실내조명과 별이 뜬 하늘 등을 이용한 발전이 가능해진다. 小松사장은 「가정, 사무실, 공장과 공공시설, 도로 등에 사용되는 다목적 센서 시장은 몇 년 후에 수천억 엔의 규모가 될 전망. 그 동력원으로써 효과적인 에너지 세이브가 가능하게 된다」고 강조. 메이커와 제휴 교섭을 시작했다. 일간공업

태양전지 제조장치 장수명화
日淸紡메카트로닉스, 부재 개발
제1탄 높은 내구성의 고무부품
日淸紡메카트로닉스(東京都 中央區, 사장 河田正也)는 태양전지 제조 장치용 부재 비즈니스에 나선다. 라미네이터(봉지(封止)장치) 소모부품인 다이아프럼에서 높은 내구성의 부재를 개발했다. 지난 달 샘플출하를 개시, 올해 안에 판매를 목표로 한다.
이 회사에서는 다이아프럼의 시장규모를 40억 엔 정도로 추정하고 있으며 수 년 후에 20-30%의 점유율을 차지할 것을 지향한다.
주원료로 에틸렌프로필렌고무(EPDM)를 사용했다. 가스 성분을 흡수하기 좋은 실리콘에 비해 경화와 열화, 파단이 잘 되지 않는 구조로 만들었다. 강도는 10메가펄스로, 실리콘의 8.5메가펄스보다 우수하다. 1미터 당 파열강도는 33킬로뉴턴. 내구성이 우수하다는 점에서 라미네이터 1패치(일괄처리)당 원가 삭감으로 이어진다고 한다. 1평방센티미터 당 비중은 1.1그램으로, 실리콘의 동 1.3그램에 비해 경량이면 된다. 열전도율은 0.33와트/미터켈빈(실리콘은 0.23와트/미터켈빈).
이 회사는 태양전지 모듈의 후(後) 공정용 제조 장치를 다루고 있다. 부재까지 개발함으로써 태양전지 제조 장치의 장수명화로 이어진다는 점을 어필한다. 현재는 태양전지 제조 장치에 사용하는 O링과 모듈에 사용하는 실 재료 등의 개발도 추진하고 있어 순차적으로 시장에 투입해 나갈 생각이다. 일간공업
태양에너지 비행기술의 현황과 향후 일정
태양에너지 비행기 프로젝트인 솔라임펄스(Solar Impulse) 태양에너지 비행기의 주조종사인 Piccard 조종사는 스위스의 정신과 의사이자 유명한 탐험가 집안의 후예였다. 그는 1990년대 열기구를 타고 세계일주에 성공한 입지전지한 사람이다. 하지만, 그가 세계일주를 하면서 사용한 연료의 양이 3.5톤에 달한다는 사실에 충격을 받고 연료의 양도 줄이고 온실가스 배출을 미연에 방지할 수 있는 방법을 찾는 동안 생각해낸 것이 바로 친환경 재생에너지를 활용하여 환경과 화석연료 소비 모두를 잡을 수 있는 솔라임펄스 프로젝트이다. 사실 그의 생각은 꿈만 같은 이야기였지만 여러 기업, 특히 Schindler사(세계적인 에스컬레이터 및 엘리베이터 기업)의 후원을 받아 솔라임펄스 프로젝트를 추진하고 성공할 수 있었다. 그 결과, 그들은 앞서 밝힌바 대로 12,000개의 태양전지를 부착한 그리고 평균 시속 70킬로미터로 비행할 수 있는 태양에너지 비행기를 제작할 수 있었으며, 이를 가지고 세계일주에 도전하고 있는 중이다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 2013년 5월 3일, 솔라임펄스(Solar Impulse) 태양에너지 비행기가 캘리포니아 주(California), 마운틴뷰(Mountain View) 소재의 나사(NASA: 미항공우주국) 에임스 연구센터(Ames Research Center)에서 이륙하였다. 솔라임펄스는 유인 태양에너지 비행기이며, 한 사람의 조종사만 탑승을 하고 태양에너지를 전력원으로 삼고 있는 비행기술의 집합체이다. 이 비행기는 미주리(Missouri) 세인트루이스(St. Louis)에서 출발하여 신시내티(Cincinnati)로 이동하는 항로를 잡았으며, 결국에는 미국의 수도인 워싱턴(Washington)으로 가게 될 것이라고 관계자들은 말하고 있다.

솔라임펄스 (솔라임펄스 태양에너지 비행기의 63미터(meter) 날개폭 위에 장착된 12,000개 태양전지에 의해 전력공급을 받는 네 개의 전기 프로펠러(propeller)로 작동됨)는 GMT(그리니치 천문대 표준시) 기준 9시 2분 람베르트-세인트루이스(Lambert-St. Louis) 국제공항에서 이륙하였다.

스위스(Swiss) 파일럿(pilot) Andre Borschberg 조종사가 솔라임펄스의 조종을 맡았으며, 그는 미국을 횡단하기 위한 다른 항로로 진입하고 이의 성공을 위해 동반 파일럿인 Bertrand Piccard 조종사와 함께 번갈아 가면서 조종을 하고 있다.

솔라임펄스 이륙은 웹사이트 live.solarimpulse.com에서 생방송으로 방송되었다. 솔라임펄스는 고도 27,000피트(feet: 8,230미터) 높이에 도달하고 이를 유지함으로써 한밤중에 비행이 가능하였다. 그러고 나서는 천천히 그리고 조금씩 하강을 하게 된다. 그리고 태양전지 충전을 시작하기 위해 태양이 뜰 때까지 전력이 없이도 비행을 가능하게 만드는 것이다.
하지만, Borschberg 조종사는 금요일에 평소보다 낮게 비행할 것이라고 말하였다. 왜냐하면, 바람이 너무 강하게 불어 높은 고도를 유지하면서 비행하기가 어렵기 때문이라고 비행책임자인 Raymond Clerc이 비행 바로 직전에 말하였다. 이번 비행은 17시간 정도 지속될 것으로 예상된다. 그리고 솔라임펄스 태양에너지 비행기는 와하이오주(Ohio) 신시내티 Municipal Lunken 공항에 GMT 기준 1시에 도착할 예정이다.
강력한 맞바람과 공수량이 비행을 하는 데 어려움으로 작용할 것이다. 이와 같은 난해한 기후 조건들은 세인트루이스에서 워싱턴 DC로 이어지는 항로를 바로 가려고 하는 계획을 좌절시켰다.
솔라임펄스 태양에너지 비행기의 파일럿인 Andre Borschberg 조종사는 2013년 5월 3일 캘리포니아 주, 마운틴뷰 소재 나사(NASA: 미항공우주국) 에임스 연구센터에서 볼 수 있었다. 1인용 태양에너지를 전력원으로 활용하고 있는 솔라임펄스 태양에너지 비행기는 금요일 아침 일찍 미주리 세인트루이스에서 출발하여 신시내티와 미국의 수도인 워싱턴으로 이어지는 항로를 날아갈 것이다.
솔라임펄스 태양에너지 비행기는 오전 2시에 착륙을 할 것이다. 이 때가 바로 공항의 항공량이 가장 한가할 때이다. 하지만, 신시내티 도시공항에 항공량이 줄어들 것이기 때문에 주최측은 그들이 평소보다 일찍 착륙하는 것을 허락하였다.
토요일 Piccard 조종사가 통제를 실시할 것이며, 워싱턴을 목적지로 하여 GMT 기준 12시에 솔라임펄스를 조종하게 될 것이다. 따라서 아마 그들은 워싱턴 덜래스 국제공항(Washington Dulles International Airport)에 자정이 넘어 도착하게 될 것이다. Piccard 조종사와 Borschberg 조종사에 의해 수행되고 만들어진 솔라임펄스 프로젝트는 화석연료 없이 비행이 가능하다는 것을 보여주고자 하는 데 그 목적이 있으며, 2015년 이 비행기를 가지고 세계일주 비행을 성공시키는데 최종 목적이 있다. 그리고 이를 위해 그들은 최선의 준비를 하고 있다.
솔라임펄스의 미국 비행 중 첫 번째 노선은 5월 3일 이루어졌다. 그 당시 Piccard 조종사는 캘리포니아주 샌프란시스코(San Francisco) 지역에서 애리조나주 피닉스(Pheonix)로 가는 항로를 따라 비행을 하였다.
세인트루이스는 위대한 비행 선구자인 Charles Lindbergh와 그의 세인트루이스 정신(뉴욕(New York)에서 파리(Paris)까지 비행을 한 최초의 비행기 이름이 바로 세인트루이스 정신임)를 기념하기 위해 미국 중서부 지역의 스톱오버(stopover) 지역으로 선정되었으며, 솔라임펄스는 이곳에 당도하게 될 것이다. GTB