PID 열화 없는
産總硏 CIGS태양전지 개발
産業技術總合硏究所 태양광발전공학연구센터의 增田淳 태양전지모듈 신뢰성평가연대연구체장 등은 PID라고 불리는 열화현상이 일어나지 않는 CIGS(구리, 인듐, 갈륨, 셀렌) 태양전지 모듈을 개발했다. 모듈을 보호하는 봉지재에 금속이온과 고분자 합성수지인 아이오노마를 사용한 결과, PID에 의한 출력저하가 일어나지 않는다는 것을 확인했다. 태양광 발전 시스템의 신뢰성 향상으로 이어지는 기술로 기대된다. PID는 특정 조건 하에서 태양전지 모듈에 고전압이 가해져 사용 후 몇 개월 만에 출력이 대폭 저하되는 현상. 메가솔라의 경우 잘 일어난다. 지금까지 PID의 원인은 태양전지의 표면을 싸고 있는 커버글라스에서 나트륨 이온이 확산되기 때문이라고 알려져 왔다.
연구팀에서는 차세대 태양전지인 화합물계 CIGS태양전지에서도 같은 형상이 일어난다는 것을 확인했다. 따라서 봉지재를 통상의 수지(樹脂)에서 실리콘계 태양전지에 대해 높은 PID 내성을 가진다고 알려진 아이오노마로 바꾸었다.
그 다음, 인공적으로 PID를 일으키는 가혹 조건 하에서 통상의 CIGS태양전지 모듈과 아이오노마를 이용한 모듈을 비교했다. 일반 모듈은 14일 후에 출력이 30% 저하되었지만 아이오노마 모듈은 28일 후에도 열화되지 않았다. 일간공업
1,000m 용수로에서 태양광발전 니가타시(新潟市) 농업사업자 단체가 농지를 위한 용수시설을 위해 발전설비를 도입하였다. 해수면 보다 낮은 용지가 펼쳐져 있기 때문에 펌프설비가 대량의 전력을 필요로 한다. 그 중 10% 이상을 용수로의 사면(법면) 등에 설치한 태양광발전시스템이 담당하는 형태이다. 카메다고우(亀田郷)에서는 양수시설과 배수시설을 사용하지 않으면 농업이 이루어지지 않는다. 이러한 시설을 이용하기 위해 연간 600만~700만 kWh의 전력이 필요하다. 2014년 4월에 완성한 태양광발전시스템을 사용하여 그 중 80만 kWh를 담당할 계획이다.
양수시설과 배수시설이 필요한 이유는 지리적인 조건 때문이다. 카메다고우는 큰 하천에 의해 만들어진 지대로 약 1만 1,000ha(동서 약 12km, 남북 약 11km)의 토지 중 2/3가 해수면 아래에 있다. 자연적인 물의 흐름에 맡길 수 없어 물의 관리가 필요하다. 강으로부터 물을 취하고 오래 된 물을 배출할 필요가 있다. 양수시설은 대규모가 4군데, 이것을 보완하는 중규모가 10군데 있다. 배수시설은 대규모가 4군데이다. 니가타현은 단작(単作)지대에 위치하기 때문에 4월부터 9월까지 양수시설과 배수시설을 작동시킨다. 태양광발전시스템으로 얻은 전력을 도호쿠전력에 충전하여 시설의 전기요금을 충당한다.
쌀농사 지대에서 태양광발전을 대규모 도입하려면 충분한 면적의 토지를 어디에 마련할 것인가가 과제이다. 그래서 농업용 배수로의 사면(법면)을 이용하였다. 2011년 8월부터 실증실험을 개시하였다. 출력 4kW의 태양전지 모듈을 설치하고, 실용적인 발전이 가능한지 확인하였다. 법면에는 풀이 자라기 쉽고, 제초비용도 증가한다. 그래서 지표면의 상태 및 식생에 따라 더미(dummy) 패널을 설치하여 제초효과도 확인하였다. 태양전지 모듈을 제공한 솔라프론티어에 의하면 실증실험은 성공적이었다. 이 회사의 CIS 박막 태양전지 모듈은 실제 발전량이 높으며, 부분적인 그림자가 모듈에 미치는 영향이 적었다. 니가타는 눈이 많이 온다. 실증실험 결과, 눈이 미끄러져 떨어지기 쉬운 것도 확인할 수 있었다. 유지관리 비용이 낮고, 전원의 경관을 헤치지 않는다는 것도 평가되었다.
실증실험의 성공으로 실제 운용에 견딜 수 있는 설비의 기본설계를 개시하여 2013년 6월에는 사업비 5억 7,900만 엔 중 ‘농어촌 활성화 프로젝트 지원 교부금 사업’으로서 국가로부터 50%의 보조를 받는 것이 결정되었다.
법면을 사용하는 형태와 평지에 설치하는 형태의 태양광발전시스템을 구축하였다. 어느 토지라도 임대비용은 필요하지 않다. 법면은 유지관리사업의 부대사업으로 발전에 사용한다. 평지는 보조 정비사업을 위해 각 농가가 토지를 제공하고 있는 시설용지를 이용하였다. 배수로 발전설비는 길이 약 3km의 배수로 중 합계 약 1km의 법면을 이용한다. 법면의 각도는 약 30도, 태양전지 모듈은 법면과 평행, 즉 약 30도로 설치되었다. 약 3,000m2의 토지에 2,232장의 모듈을 설치하여 출력을 368kW로 하였다. 연간 예상 발전량은 36만 8,000kWh이다.
이번에 이용한 받침대는 나사식으로 고정되어 있기 때문에 물의 유출은 없고 수밀성이 유지된다. 블록을 깔아 수밀성을 높이고 있는 관리수위보다도 설치위치가 높다. 예상 이상의 수해 등이 없다면 문제가 없을 것으로 생각된다. 마츠야마(松山) 발전시설에서는 거의 정방형의 평지(약 5,200m2)에 설치하였다. 태양전지 모듈을 2,620장 설치하였다. 출력은 432kW이며, 예상 연간 발전량이 43만 2,000kWh인 발전소를 완성하였다. GTB
태양전지 「단결정」승부
교세라라는 이름만으로 격렬해질 예감
발전효율 향상, 신기술에 주목
“설마하니 교세라가 단결정을 할 줄이야-.”교세라가 단결정 실리콘 태양전지의 개발을 발표하자 경합 타사로부터 놀라움의 목소리가 터져 나왔다. 일본 메이커에서는 이 회사만이 다결정 실리콘 태양전지를 생산해 왔다. 다결정에 대한 열정도 강하여 양산 레벨에서 세계 최고 성능의 다결정을 개발했다. 발표한 단결정은 발전도상이지만 경합에는 위협이 될 듯하다. 교세라는 지난 2월 말에 도(都) 내에서 열린 전시회를 통해 단결정 실리콘 태양전지를 처음으로 공개했다. 4월부터 주택용 태양광 패널에 탑재하여 판매한다. 이 회사 부스에는 새로운 패널을 보려고 업계 관계자가 대거 몰려들었다.
“놀라울 정도는 아니었다.” 한 일본 메이커 간부는 이렇게 감상을 술회했다. 교세라가 만든 단결정의 빛을 전기로 바꾸는 변환효율은 셀 베이스로 19.0%. 중국 메이커와 비교해도 높다고 할 수 있는 수준은 아니었다.
그러나 미국 태양전지 메이커 간부는 “교세라라면 기술을 집중시켜 더 효율을 높일 것이다.”라고 전망한다. 실제로 교세라는 몇 년 후에 셀 베이스의 효율을 22% 이상으로 높이는 로드맵도 제시하였다.
보급할 실리콘계 태양전지에는 다결정과 단결정이 있다. 기본 성능을 비교하면 다결정은 생산원가가 저렴하지만, 변환효율은 단결정에 뒤진다. 파나소닉은 발전효율에서 우위인 단결정을 생산하고 있다. 다결정과 단결정 둘 다를 생산하고 있는 三菱電機는 2012년, 단결정에 포인트를 맞췄다. 샤프는 다결정 셀은 조달하고 자사에서는 단결정 셀을 양산한다.
교세라는 다결정을 재료부터 일관 생산하며 몇 %씩 착실하게 효율을 높여 왔다. 이 전시회에서는 양산 레벨에서 18.6%로 세계 최고 효율의 다결정 셀도 공개했다. 효율 면에서 불리하다고 알려진 다결정도 기술 개량을 거듭하여 단결정과 맞서왔다.
한편 수면 아래에서 단결정을 개발해 왔다. 池田一郞 솔라에너지마케팅 부장은 “판매점에서 단결정을 요구하는 목소리가 많아져 이 시기가 적당하다고 보고 시장 투입을 결정했다.”고 밝혔다. 앞으로의 일이지만 20% 이상을 만들려면 새로운 기술을 도입해야 한다는 것이 일본 메이커의 일반적인 견해이다. 파나소닉은 단결정에 박막 실리콘을 조합시킨 하이브리드형으로 22.0%의 셀을 양산. 미국 썬파워는 전극배선을 셀 이면에 성형한 백컨턱트식(이면전극) 단결정으로 24.2%를 양산하고 있다. 교세라가 채용할 것으로 보이는 신기술도 주목을 끌고 있다.
교세라는 계속 다결정을 주력으로 하지만 일본 4개사가 단결정을 갖추었다. 일본 시장에서 일본 메이커 전체 회사의 점유율은 70%이다. 수요도 왕성하므로 일본 메이커끼리 점유율을 다투는 일은 없을 것이다. 그러나 앞으로 수요가 감소 국면에 들어서면 일본 메이커가 수주를 다투는 장면도 나올 듯하다. 단결정끼리 승부하는 만큼 경합도 발전효율의 향상에서 간과할 수 없게 된다. 일간공업
태양광 발전을 효율성을 높이는 반도체 안정화 기술
전세계적으로 태양열을 물 분해에 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 물 분해로 얻어지는 수소는 청정 에너지 연료로 사용될 수 있다. 여기에는 태양광을 흡수하여 물을 분해하는 화학적인 작용에 필요한 고효율의 소자가 필요하다. 실리콘, 갈륨 아세나이드 반도체는 이러한 소자에 적합한 매우 뛰어난 소재로 태양전지패널에 널리 활용되고 있다. 그러나 이러한 물질은 수용액 속에 장기간 노출될 때에는 부식과 같은 문제점이 발생한다.
이번에 캘리포니아공과대학(Caltech) 산하 인공광합성연구센터(Joint Center for Artificial Photosynthesis, JCAP) 연구진은 태양광을 효과적으로 흡수하고 반도체의 부식을 막을 수 있는 새로운 기법을 개발하는데 성공했다. 이번 연구는 태양 연료 발전기에서 이러한 반도체 재료의 사용에 대한 새로운 길을 여는 계기를 마련한 것으로 평가 받고 있다.
“지난 반세기 동안 이러한 소재가 안고 있는 부식 문제는 반도체를 사용한 데에서 큰 걸림돌이 되었다”고 캘리포니아공과대학 George L. Argyros 교수는 설명했다. “우리는 이번에 새로운 시스템을 개발하여 이러한 문제를 예방하고 이러한 반도체 사용이 얼마나 효과적인가를 알게 되었다”고 말했다. 연구진은 이번 연구결과를 저널 Science에 “Amorphous TiO2 coatings stabilize Si, GaAs, and GaP photoanodes for efficient water oxidation”이라는 제목으로 발표하였다.
태양 연료 발전기 시스템은 크게 두 영역으로 나뉠 수 있다. 물의 산화작용으로 산소 가스를 발생시키는 것과 물의 환원으로 수소가스가 발생하는 작용으로 구분된다. 각각의 반응에는 모두 빛을 흡수하여 광전극의 역할을 하는 소재가 요구된다. 광전극 소재는 동시에 화학작용을 일으키는 촉매로서의 역할도 요구된다. 또한 두 반응으로 발생하는 물질의 폭발적인 혼합을 막기 위해서 서로를 나누어주는 장벽과 같은 물리적인 구분이 필요하다.
지금까지 태양광을 흡수하여 산소를 발생시키는 안정적인 소재를 만드는 것은 매우 어려운 과정으로 여겨졌다. 연구진은 이번에 태양광을 흡수하는 반도체에 코팅을 통하여 이러한 문제를 해결하는 방법을 개발하는데 성공했다. 이번 기술은 여러 가지 복잡한 기술과 다양한 소재를 사용하지 않고 코팅 기술만 적용한 것에 큰 의미가 있다. 반도체의 부식을 막고 수용액의 영역을 적절하게 구분하는 장벽의 역할을 하는 배리어층을 만드는 것 또한 이러한 시스템의 성공을 결정짓는 중요한 부분을 차지한다. 연구진은 이번에 부식을 예방하고 촉매 반응을 활성화하면서 영역을 가로지르는 전자의 흐름은 방해하지는 않는 배리어층을 만들 수 있게 되었다.
연구진은 원자층증착법(atomic layer deposition)이라는 공정 기술을 이용하여 이산화티탄(titanium dioxide, TiO2)을 실리콘과 갈륨 아세나이드에 코팅하였다. TiO2는 전자의 흐름은 전혀 방해하지 않는 ‘리키(leaky) TiO2’라고 불린다. 연구진은 TiO2의 이러한 특성을 이번 연구에 활용했다. 이러한 특성은 그 동안 다른 영역에서는 골칫거리로 작용했지만 이번 시스템에는 오히려 완벽히 요구되는 특성이다. 4나노에서 143나노까지 적용된 여러 두께에서도 TiO2는 완전히 광학적으로 투명하여 반도체가 빛을 흡수하는데 전혀 장해가 되지 않고 있다. 동시에 반도체의 부식을 완벽하게 막아주면서도 전자의 흐름을 방해하는 것을 최소화할 수 있게 되었다.
이번 연구는 태양광을 이용하여 물 분해 시스템을 만드는 데에 매우 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 연구진은 향후 이러한 코팅층을 형성하는 방법에 대한 추가적인 연구를 통해서 값싸고 관리가 쉬운 공정 기술을 개발할 수 있기를 바란다고 밝혔다. 또한 더욱 안정적이고 효율적인 시스템을 개발하기 위한 연구를 계속할 수 있기를 바란다고 밝혔다. GTB
그림. 광화학 측정장치를 조작하는 Shu Hu박사(논문의 주 저자)와 그의 동료 연구진
건물의 외벽에서 태양광 발전
三菱化學과 大成建設 2㎜ 두께, 의장성(意匠性) 보유
三菱化學과 大成建設은 사무실 빌딩의 외벽에서 태양광 발전이 가능한 유기박막 태양전지 외벽 유닛을 개발했다. 大成建設 기술센터(橫浜市 戶塚區)에 건설 중인 실증동(實證棟)에서 5월부터 실증 실험을 시작한다. 두께 약 2밀리미터로 얇고 가벼워서 지금까지의 태양전지 패널에서는 곤란했던 빌딩의 외벽에 의장성을 손상시키지 않고 설치 가능. 에너지 절약과 함께 재해 시의 기능을 유지하는 도시형 제로에너지 빌딩(ZEB)용으로 2015년도의 사업화를 목표로 한다.
‘ZEB 실증동’은 3층 건물로 연면적 약 1000평방미터. 유리제 외벽의 안쪽에 유닛을 최대 356장 부착할 수 있다. 빛을 전기로 바꾸는 에너지 변환효율은 약 5%. 발전능력은 10킬로와트로 노트북 컴퓨터 약 300대를 움직이는 에너지에 상당한다. 사업화까지 변환효율을 10% 이상으로 끌어올리는 이외에 생산 원가의 삭감도 추진한다.
이 유닛에는 유기반도체 재료를 수지 필름에 도포한 三菱化學의 유기박막 태양전지를 사용. 이 전지를 극박 글라스에 끼운 뒤에 알루미늄 판을 대어 유리제 외벽 안쪽에 부착했다. 유기박막 태양전지는 롤투롤(롤로 감는 연속생산 방식)로 생산하기 때문에 유닛의 크기를 설치 조건에 따라 변경할 수 있다. 실증동에 채용한 것은 다크그린인데 색채도 고를 수 있다고 한다. 三菱化學은 올해까지 3년 동안, 유기박막 태양전지의 조기 실용화를 위해 新에너지 産業技術總合開發機構(NEDO)의 조성을 받았다. 2013년 10월에는 실내에 들어오는 햇빛을 조정하는 날개판의 수광면에 유기박막 태양전지를 부착할 루바의 실증실험을 竹中工務店과 공동으로 시작했다.
大成建設은 쾌적성을 손상시키지 않고 소비 에너지량을 75% 삭감하고 나머지 25%를 재생가능 에너지 등으로 조달함으로써 연간 에너지 소비량을 제로로 만드는 ZEB를 추진. 실증동에서는 유기박막 태양전지 이외의 에너지 절약 시스템도 탑재하여 ZEB를 실증한다. 經濟産業省은 에너지 기본 계획으로 2020년까지 신축 공공건축물 등에, 2030년까지는 신축건축물에 평균적으로 ZEB를 실현할 것을 공표하고 있다. 東日本 大震災 이후 에너지 절약에 대한 분위기의 고양과 함께 2020년의 도쿄 올림픽을 위한 인프라 투자로 실용화에 탄력이 가해질 것 같다. 일간공업
태양전지 변환효율 16%
유기계 탄뎀형 東大, 새 색소로 달성
東京大學 先端科學技術硏究센터의 瀨川浩司 교수, 木下卓巳 특임조교 등은 색소를 이용한 색소증감과 결정구조의 일종인 페브로스카이트 구조 두 개의 태양전지를 조합시킨 유기계 탄뎀형 태양전지를 개발했다. 종래의 유기계 탄뎀형 태양전지와 비교하여 빛에너지 변환효율은 4포인트 정도 높은 16.2%. 새로 개발한 장파장의 감도가 우수한 색소를 이용했다. 앞으로 구조와 구성재료의 개량을 거듭하여 보다 높은 변환효율을 추구해 나갈 것이다.
탄뎀형 태양전지는 이용파장 등 다른 성질의 태양전지를 조합시켜서 높은 빛에너지 변환효율을 실현하는 태양전지이다.
연구팀은 가시광에서의 변환효율이 우수한 페로브스카이트형 태양전지에 새로 개발한 색소 ‘DX3’를 사용한 색소증감 태양전지를 조합시켰다.
색소 ‘DX3’는 분자가 빛을 흡수할 때 전자가 가진 스핀의 방향을 반전시킬 수 있다. 에너지의 손실을 억제하여 장파장 영역의 이용을 가능케 했다. 페로브스카이트형 태양전지와 조합시킨 뒤에 특정한 파장의 빛을 반사하는 다이크로이크 미러로 가시광과 장파장을 분광, 각각의 태양전지에 조사(照射)한다. 광범위의 파장을 이용할 수 있기 때문에 높은 빛에너지 변환효율을 실현했다.
현재 보급되고 있는 태양전지의 대부분은 무기의 실리콘계. 유기계 색소증감 태양전지는 저가로 유연성이 높은 등의 특성을 가져 차세대를 담당할 태양전지로 보급이 기대되고 있다. 단, 변환효율이 무기계에 비해 낮아 변환효율 향상이 과제가 되어 왔다.
연구개발은 內閣府의 最先端硏究開發支援 프로그램(FIRST)의 일환이다. 일간공업
태양광 발전용 축전지
캐나디언솔라 제안력 높여
캐나디언솔라 재팬(東京都 新宿區, 사장 孫臺圭)는 주택 내에 두는 정치형 축전지 두 개 제품의 수주를 3월부터 시작했다. 충전용량은 1.44킬로와트 시(時)와 2.88킬로와트시로 모두 소형이다. 태양광 패널로 발전한 전력의 충전과 비상시의 전원으로 활용할 수 있다. 이 회사가 축전지를 발매하기는 이번이 처음이다. 축전지 제품을 갖추어 태양광 발전 시스템의 제안력을 높인다.
전지는 리튬이온 2차 전지를 채용. 두 제품 모두 폭 388밀리, 높이 588밀리, 깊이 589밀리미터. 케이블을 꼽기만 하면 간단히 설치할 수 있다. 바퀴가 달려 있어 필요한 장소에 즉시 이동할 수 있다. 4.3인치의 터치 패널 화면을 탑재하여 조작하기 쉽다. 평상시에는 전력수요의 평준화, 긴급 시는 비상전원 등의 동작 모드가 있어 전력 계통의 상황에 맞는 자동 전환도 가능하다. 일간공업
三菱電, 태양광 패널 증산
능력 40% 증가 연 65만㎾로
三菱電機는 태양광 패널의 생산능력을 종래 대비 40% 이상 증가한 연 65만 킬로와트로 끌어올렸다. 일본 내의 왕성한 수요에 대응하기 위해 재생가능 에너지에 의한 전력의 전량 고정 가격 매입제도 개시 후에는 2번째의 증강이 된다. 외부조달과 일부 공정을 외부에 생사 위탁함으로써 투자액은 낮추었다. 2014년도의 판매는 2013년 전망의 약 30% 증가한 65만 킬로와트를 목표로 한다.
태양전지 셀을 조합시켜서 패널로 마무리하는 모듀로하의 라인을 京都공장(京都府 長岡市)에 증축했다. 투자액이 큰 셀의 증강은 보류했다. 飯田공장(長岡縣 飯田市)의 셀 생산능력은 연 30만 킬로와트 그대로이다. 대신에 35만 킬로와트 분량의 셀을 해외 메이커로부터 조달한다. 표면에 배선이 4줄 있는 독자 구조의 단결정 셀은 해외 메이커가 생산한다. 또 모듈 공정에서는 일부를 생산 위탁한다. 이 회사는 2013년 봄 모듈화의 라인을 증강하고 생산 능력을 종래 대비 36% 증가한 동 45만 킬로와트로 확대. 조업 시간의 연장으로 동 50만 킬로와트를 공급할 수 있는 체제로 만들었다. 그러나 주택용과 함께 대규모 태양광발전소(메가솔라)등 산업용도 수요가 급증하여 추가 증강을 결정했다. 현재 대형 안건은 이미 2015년도 건의 상담에 들어가 있어, 올해 생산 분의 수주를 거의 확보했다.
태양광 발전협회에 따르면 2013년 태양광 패널의 일본 내 출하량은 전년 대비 3배인 750만 킬로와트. 일본 내 태양전지 메이커는 수요확대에 대한 대응에 쫓기고 있다. 교세라는 2013년도의 판매를 당초 계획 대비 20% 증가한 120만 킬로와트로 상향 수정. 생산의 효율화로 공급량을 늘리고 있다. 솔라프론티어(東京都 港區)는 宮城縣에 새 공장을 건설한다. 일간공업
에코그린
태양광 발전에 참여
에너지프로덕트와 새 회사 자연 에너지 사업 확대
에코그린은 태양광 발전 사업에 참여한다. 자연에너지의 시스템 설계, 시공 등을 하는 에너지 프로덕트(東京都 千代田區)와 공동 출자하여 태양광 발전 사업 회사를 지난 3월에 설립했다. 총사업비는 3억 7000만 엔. 5월에 태양광 발전 시설을 착공, 8월 중순에 운전 개시할 예정이다.
신설할 합동회사 四街道太陽光發電所(동 中央區)의 자본금은 8000만 엔으로 에코그린이 80%, 에너지프로덕트가 20%를 출자. 대표는 石井光暢 에코그린 사장이 맡는다. 千葉縣 四街道市에 발전 설비를 설치한다.
5월부터 시작하는 제1기 공사에서 출력 1400킬로와트의 설비를 설치하고 8월 중순에 운전 개시할 계획이다. 이르면 2015년 1-3월에 동 1700킬로와트의 발전설비를 가동시킨다.
에코그린이 자금조달과 시설의 정기조사를 담당하고 에너지프로덕트가 시설의 설계시고오가 지속적인 설비관리를 담당한다.
지금까지 에코그린은 폐목재의 재자원화 사업을 전개해 왔다. 이번 태양광 발전 사업에 참여로 자연 에너지 분야로 사업영역을 넓혀 갈 방침이다. 일간공업
태양광 검은색 패널
샤프, 삼각형 추가
지붕의 빈 공간 유효 활용
샤프는 검은색의 태양광 패널 ‘블랙솔라’에 삼각형을 추가하여 주택용도로 4-6월에 발매한다. 통상의 사각 패널을 설치하고 남은 공간에 삼각형 패널을 설치함으로써 지붕 전체에 패널을 깔 수 있게 한다. 태양광 발전 시스템이 도입자는 지붕 면적이 같아도 패널의 설치 매수를 늘릴 수 있기 때문에 발전량을 증대시킬 수 있다.
블랙솔라는 태양전지 셀 표면에 은색 전극배선이 없는 백콘덕트(이면전극)식. 셀 표면이 검은색 일색이므로 의장성이 우수하여 주택에 설치하기 적합하다.
발매할 삼각형 패널은 셀 20장으로 구성. 사각 패널은 42장과 30장의 2종류를 전개하고 있다. 일본 주택에 많은 귀마루 지붕은 사격 패널을 17장 설치하고 생긴 빈 공간에 삼각 패널을 14장 추가할 수 있는 예도 있다고 한다. 전체의 발전 출력은 50% 증대될 수 있다.
백콘덕트식은 표면에 빛을 차단하는 부분이 없기 때문에 수광량이 많아 보통 패널보다 발전량이 늘어난다. 삼각형을 추가하여 백콘덕트식 주택용도에 대한 제안을 강화한다. 일간공업
CIS 태양전지 에너지 변환효율
박막계에서 세계 최고
솔라프론티어
솔라프론티어(東京都 港區, 사장 玉井裕人)은 자사의 CIS(구리, 인듐, 셀렌)태양전지에서 박막계에서는 세계 최고의 에너지 변환효율을 달성했다. 약 0.5평방 센티미터(1.65㎡)의 태양전지 셀에서 20.9%를 기록하여 독일의 ZSW연구소가 2013년 10월에 기록한 20.8%를 상회했다. 게다가 더 어려운 카드뮴을 포함하지 않는 조건에서 달성했다.
에너지 産業技術總合開發機構(NEDO)와 공동연구의 성과. 유럽 최대의 응용연구기관인 독일 프라운호퍼硏究機構의 검증을 거쳤다. 제조 공정의 박막 프로세스에서 광흡수층의 개량과 투명도전막의 고성능화로 효율을 높였다고 한다.
인체에 유해한 카드뮴을 포함하지 않는 박막계의 최고 기록은 지금까지 솔라프론티어가 가진 19.7%. 이것을 1포인트 이상 경신했다. 현재, 이 회사에서 생산되고 있는 양산품의 변환효율은 13%대. 이번 성과를 제조 현장에 순차적으로 적용하여 양산품의 효율 향상으로 이어 나갈 것이다. 일간공업
태양광발전 패널
태양의 방향을 자동으로 추적
발전량 최대 5배 수광센서 탑재
그리텍스인터내셔널리미티드(神奈川縣 平塚市, 사장 森下조惠石)는 방향에 따라 패널을 자동 조정하는 추미식(追尾式) 태양광 발전 시스템을 개발했다. 빛을 감화하는 수광 센서를 탑재하고 있어 항상 태양의 방향을 향하므로 고정식에 비해 발전량을 최대 5배 가까이 높일 수 있다. 가격은 2500만 엔을 상정. 유휴지의 유효한 활용과 같은 용도를 전망하고 있다. 개발한 것은 경사(傾斜) 구동형 솔라 추미 발전 시스템. 패널의 사이즈는 6.6미터×4미터로, 발전 능력은 4킬로와트. 패널의 중심을 직경 약 30센티미터, 높이 3.5미터의 기둥이 받치고 있다. 독자 개발한 ‘전천후 광원 시각 센서’의 정보를 바탕으로 기둥에 있는 두 개의 실린더가 패널을 동서남북으로 자유롭게 이동시킨다. 설치 면적을 사방 1미터로 억제할 수 있기 때문에 주차장에 설치해도 주차공간을 제한하지 않는다. 소비전력은 하루 5와트시(時)정도이다.
神奈川縣産業技術센터와 공동으로 배 위에서 실증실험을 한 결과, 고정식에 비해 봄에는 1.8배, UFMA에는 1.4배, 겨울에는 4.7배의 발전량 증가를 확인했다. 연간 평균으로는 1.7배 증가한 것이라고 한다. 태양이 지상에 뜨기 전의 밝은 단계부터도 발전을 시작할 수 있기 때문에 발전하는 시간이 길어져 발전량의 증가로 이어진다.
또 태양을 자동 추미하므로 앞으로는 배나 자동차와 같은 이동물체에 대한 적재도 전망할 수 있다. 일반적인 추미식은 태양의 위치를 예측하여 프로그램으로 동작을 제어하기 때문에 미리 정해놓은 각도와 방향으로만 움직였다. 그리텍스인터내셔널리미티드은 계측기기와 같은 전자기기의 수탁생산 이외에 커플링 등을 제조하고 있다. 일간공업
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