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차세대 태양전지의 상용화

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평민

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조회 558 2008/04/21 10:49

게시글 내용

 

 

 

  동진쎄미컴 (005290 )

   

   화석 연료의 고갈로 앞으로 대체 에너지에 의존할 수 밖에 없다.

   그런 점에서 효율성 높은 태양전지로 전기를 만들어 낸다면

   에너지 해결에 도움이 될 것이다.

 

   문제는 현재 설치되고 있는 실리콘형 반도체 태양전지는 생산비도 비싸지만

   또 하나의 문제는 태양광 발전 설비에 엄청난 땅이 필요하고

   적당한 부지도 구하기 힘들다는것이다

   문경에 2.2MW 발전소를 짓기 위해 4만 평의 부지가 필요하고

   전남 신안군 지도읍에서 20MW 태양광발전소를 짓는데 축구장 80개 규모인

   18만 평에 총 10만9000개의 태양광 모듈을 설치해야 한다.

   대도시 부근에서는 이만한 땅을 구할 수가 없고, 있다하더라도

   땅 값이 비싸서 땅 사는데 천문 학적인 돈이 들것이다.

   만약 수도권에 18만평을 평당 300만원에 매입한다면 5,400억원이 든다.

   결국 만들 곳은 전기가 많이 필요치도 안은 산간 오지에 설치해야 하고

   따라서 전기가 필요한 곳까지 송전 시설 비용도 많이 들고....

   요즈음은 산간 오지도 태양광발전소가 들어온다는 소문만 나면

   땅값이 엄청나게 오르고

   또 실리콘 태양전지 발전소 설치에 적합한 부지도 확보하기 어렵다고 한다.

 

   실리콘 태양광의 발전 단가(설치비+운영비/발전량)는 아직은 비싼 편이다.

   kWh(킬로와트아워) 당 700원가량이 든다.

   이는 원자력(39원), 석유(91원), LNG(162원) 등 기존 발전원과

   도저히 경쟁이 안 되는 가격이다.

   게다가 현재 전력거래소(KPX)에서 거래되는

   국내 전기의 시장 가격은 80원 안팎이다.

   태양광 발전으로 생산한 전기를 그대로 팔아서는 수지가 맞지 않는 셈이다.

 

   또 최근 정부는 2008년 '발전차액지원제도 개선관련  공청회'에서

   기준가격을 19~30% 수준의 삭감안을 제시했다.

   현재 3kW이상의 태양광 발전설비의 경우

   정부가 kWh당 677원으로 구매하고 있지만,

   누적목표치인 100MW가 달성되면 기준가격을 낮출 방침이라는 것이다

 

   정부에 의한 지원책은 효과적이지만 어느 나라도 이러한 정책을 영구히 계속할 수 없다.

   각국이 이 지원책을 멈추었을 때

   태양전지가 대폭적인 생산과잉에 빠질 우려는 없는지

   현재 생산량의 너무나 급격한 성장에서 이러한 지원책을

   ‘아무리 혼란 없이 끝낼 수 있을까?’ 라는 의문이 매우 중대한 과제라고 사료된다.

 

   또한 실리콘 반도체 태양광 발전은 섭씨 25도 기온에서 최고의 효율을 낸다.

   기온이 섭씨 25도를 초과하면 효율이 오히려 떨어진다.

   태양전지가 열을 받아 역반응을 일으키기 때문이다.

   태양이 훨씬 강한 중동 사막지역에 태양광발전소가 적합하지 않은 이유다.

 

   이와는 대조적으로

    3세대 태양전지인 염료감응형 태양전지는

   (동진쎄미켐에서는염료감응형 태양전지를  국내최초 2009년에 양산및 상용화)

   우선 가볍고

   건물의 유리창이나 외벽에 시공하기 때문에 땅을 따로 매입할 필요가 없고

   전기를 사용하는 건물에서 직접 만들어 사용할 수가 있고

   발전 단가도 실리콘 태양전지의 20% 정도이고

   (LNG보다 싸고, 효율을 목표치인 15%로 높이면 석유보다도 싸다)

   온도에 영향을 받지 않고 전기 생산이 가능하고

   이론적으로도 전기 변환 효율이 35%이상이라서

   앞으로 개발의 여지가 많이 남아 있는 친환경적인 기술이다.

   온 세상 건물의 유리창과 외벽을

   염료감응형 태양전지로 전기를 만드는 날이 오기를

   또한 휴대폰 전지나, 전기 만드는 옷, 군사용 등등

   앞으로 응용될 사용처는 아주 많다..

   염료 감응형 태양전지는 에너지난을 해결해줄 영원한 테마주일 것 같다...

   이것은 반도체형 태양전지 생산비의 20% 정도에서

   같은 효율의 전기를 생산한다고 한다. 가시광선만 있어도 전기가 생산되며

   염료에 색깔을 넣을 수가 있어

   건물 유리창을 이것으로 시공하면 전기가 생산된다.

   “염료감응 테양전지의 경우 가시광선을 투과시킬 수 있어

   건물의 유리창이나 자동차 유리에 그대로 붙여 사용 가능하다”며

   “상용화로 접어 든 것으로 봐도 된다”고 설명한다.

 

 

   동진쎄미켐 (005290)

   3세대 염료감응형 태양전지를 국내최초 2009년 양산및 상용화

 

  최근 실리콘형 반도체 태양전지 시장에서는

  실리콘 사용으로 인한 고비용 문제가 핵심 사안으로 떠오르고 있다.

   때문에 최근 실리콘 원가부담이 커지면서

   태양전지 사업에 신규진출하는 기업을 중심으로

   2세대 태양전지인 박막형 태양전지 연구개발이 활발히 진행하고 있다.

   유럽태양광산업연합(EPIA)은 2010년 전체 태양전지 시장에서

   박막형 비중이 20%에 이를 것으로 전망했다.

   한편 3세대 태양전지인 염료감응형 태양전지는

   금속산화물인 TiO2(산화티탄) 표면에 염료(루테늄(Ru))를 담지(擔持)시켜

   광전기화학적 반응에 의해 전기를 생산하는 원리다.

   실리콘 태양전지에 버금가는 에너지 변환효율을 갖고 있으며,

   생산원가가 실리콘 태양전지의 5분의 1 수준으로 저렴해

   차세대 태양전지로 주목받고 있다.

   몇 년 전까지만 해도 다결정 실리콘 가격이 kg당 25달러였으나

   최근 소재 가격이 3배 이상 폭등하면서

   앞으로 염료감응 태양전지의 상용화에도 청신호가 켜졌다.

 

   3세대 염료감응형  태양전지는

   기존의 실리콘 태양전지에 비해 생산원가가 저렴하고,

   날씨가 흐려도 작동되는 장점을 갖고 있다.

   또 빛의 조사각도가 10°로 좁아도 전기 생산이 가능하다.

   뿐만 아니라 투명하게 제작할 수 있어 2~3장을 겹치는 다중 제작이 가능하고,

   같은 면적에서 효율을 2~3배 늘릴 수 있는 특징이 있다.

   이에 따라 응용분야가 다양한  3세대 염료감응형  태양전지는

   앞으로 빌딩 창문, IT 제품의 자가발전기, 군사용 등으로 활용될 것으로 기대된다.

 

   이제부터가 시작이다.

   세계 각국은 태양광발전 분야 대규모 프로젝트를 경쟁적으로 추진하고 있다.

   예를 들어 미국 캘리포니아주가

   앞으로 10년간 추진하는 3GW 규모 태양광 발전사업만 해도

   30억달러(약 2조8500억원) 규모의 예산이 투입된다.

 

   美·日 등 '염료감응형 태양전지' 상용화 눈앞

   색.형태 제한없이 빛 받으면 發電 페인트처럼 칠하는 전지도 개발 중

   설치 간단하고 비용은 기존 5분의1

   '알록달록한 무지개 색,휘어지고 구브러지는 것이 가능,투명하면서도

   자외선 차단,흐린 날에도 고효율 작동,저렴한 생산비….’

   염료를 넣어 만든 태양전지의 주요 특성이다.

   검은 색 일변도의 태양전지가 진화하고 있는 모습이기도 하다.

   ‘염료형 태양전지’는 염료가 빛을 받으면 전기를 생산하는 것으로

   유기 태양전지라고도 부른다.

   일종의 유기물을 전기 생산에 활용하기 때문에 붙여진 것이다.

   염료 태양전지는 다양한 형태.색상으로 가공할 수 있다는 것이 최대 장점.

   이를 이용하면 건물 외벽이나 유리창을 색소 태양전지로 장식하고,

   전기도 얻을 수 있다.

   유리창으로 쓸 경우 밖을 내다볼 수 있으므로

   유리창.태양전지 겸용이 가능한 것이다.

 

   염료감응형  태양전지는 1991년 마이클 그래첼 교수가 처음으로 개발했다.

   15여년 정도밖에 되지 않은 개발 역사를 가진 염료감응형  태양전지가

   1백년이 넘는 기존 실리콘이나 화합물 반도체 태양전지의 아성을 위협하고 있는 것이다.

 

   현재 미국.일본.스위스 등 선진 각국에는 국가적으로 대규모 연구팀을 만들어

   염료감응형 태양전지의 개발, 상용화에 나서는 등 그 열풍이 거세다.

   실제 일본은 도요타, 히다치막셀, 산요 등 50여개의 기업이

   염료감응형 태양전지 개발 사업에 참여하고 있다.

   미국에서는 국립신재생에너지연구소(NREL) 등지에서

   기초에서부터 응용까지 다양한 연구가 진행되고 있으며

   호주의 STI, 스위스 솔라로닉스 등 기업에서

   염료감응형 태양전지의 상용화에 나서고 있다.

 

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