‘달리는 발전소’ 세계의 태양광 도로 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (101)

출처=wattwaybycolas.com

환경에 대한 관심 증대와 함께 화석원료를 대체할 친환경 에너지 개발을 위해 전 세계적으로 다양한 연구가 진행되고 있습니다. 그 중에서도 태양광 에너지는 온실 가스를 전혀 배출하지 않는 청정 에너지로 주목받고 있습니다. 태양광 패널의 발달과 함께 ‘태양광 도로’가 등장하고 있는데요. 에너지를 단순 생산하는 역할을 넘어 전기 자동차를 충전하거나 겨울철 눈을 녹이는 등 그 쓰임새가 확대되고 있습니다.

최초로 개발된 도로부터 발광다이오드(LED)와 결합한 도로까지 오늘은 전 세계적으로 속속 들어서고 있는 태양광 도로에 대해 알아보도록 하겠습니다.

◆네덜란드 ‘솔라 로드’(Sola Road)

출처=SolarRoad.nl

세계 최초로 태양광 도로가 깔린 곳은 네덜란드 수도 암스테르담 북쪽에 위치한 크롬메니(Krommenie)라는 마을인데요, 자동차 도로가 아닌 자전거 도로입니다.

네덜란드에서 자전거는 인기 교통수단 중 하나로, 전역에 2만5000㎞에 달하는 전용 도로가 조성돼 있을 정도입니다. ‘솔라 로드’(Sola Road·사진)라 불리는 이 도로는 약 70m 정도 길이로, ‘2.5X3.5m’ 크기의 콘크리트 모듈과 강화유리로 덮인 조립식 패널로 이뤄져 있습니다.

출처=SolarRoad.nl

솔라 로드(사진)는 내리쬐는 햇빛을 태양전지판이 흡수해 전기로 전환하는데요, 도로 표면이 거대한 태양전지판 역할을 수행하는 셈입니다. 콘크리트 모듈 안쪽에는 결정 실리콘 태양전지가 숨어 있는데, 빛이 통해야 하기 때문에 그 위로 1㎝ 두께의 강화유리가 덮여 있습니다.

◆프랑스 ‘와트 웨이’(Watt Way)

출처=와트웨이콜라스닷컴(wattwaybycolas.com)

2016년 프랑스 태양에너지국립연구소(INES)는 콜라스 그룹(Colas Group)과 함께 노르망디의 마을 투루브르에 세계 최초의 태양광 자동차 도로 ‘와트 웨이’(사진)를 개통했습니다.

이 도로에서 만들어지는 전기는 인구 5000명인 이 마을의 가로등과 신호등 등 공공 조명을 켜는데 사용되는 전력을 모두 대체할 수 있을 정도라고 합니다.

출처=와트웨이콜라스닷컴(wattwaybycolas.com)

프랑스 정부는 이 마을 도로 1㎞ 구간 총 2800㎡에 태양광 전지판을 설치했는데요, 기존 도로와 동일한 기능을 유지할 수 있도록 기존 지붕에 설치하는 제품에 여러 겹의 특수 플라스틱을 입혀 투명하면서도 내구성을 높인 태양전지판을 썼습니다.

◆중국의 투명 아스팔트 태양광 도로

출처=irozhlas.cz

2017년 중국은 산둥성 지난시 순환고속도로 남단에 시범용 1120m 구간의 태양광 도로(사진)를 건설했습니다.

이 도로는 달리는 전기차에 무선 충전을 해주고, 쌓이는 눈도 녹일 수 있는데요.

태양광 패널 위 노면 최상층부에 깔린 반투명의 신형 재료는 마찰계수가 일반 아스팔트 도로보다 높아 자동차 타이어가 미끄러지지 않으며, 높은 투광률로 태양광을 충분히 흡수해 전력으로 전환할 수 있습니다.

연간 발전용량 100만㎾의 이 태양광 도로에서 비롯된 전기는 곧바로 전력망으로 수송돼 배전 되며, 열 에너지로 바뀌어 겨울철 눈을 자동 녹여줍니다. 또한 노면 하부에 설치된 전자 감응장치는 앞으로 전기차 충전기술과 결합돼 주행 중 무선 충전할 수 있게 해준다고 하네요. 비록 개통 5일 만에 임시 폐쇄라는 오명을 얻었지만, 이 고속도로의 등장은 태양광 발전의 새로운 변환점이 되었습니다.

◆미국 ‘솔라 프리킨 로드웨이’(Solar Freakin’ Roadways)

출처=삼우라이프닷컴(samwoolife.com)

미국에서는 2014년 전기 엔지니어인 스콧 브루소(Scott Brusaw)가 전기를 만드는 태양광 도로(사진)를 개발했다고 발표했습니다.

태양광 도로의 패널 윗부분은 강화유리로 충격과 하중, 정지 마찰력에 견딜 수 있고, 내구성 시험도 거쳤습니다. 패널 아랫부분은 솔라셀 패널과 마이크로프로세서로 구성돼 있으며, 모든 정보를 양방향으로 통신해 처리할 수 있다고 하는데요. 이를 통해 이른바 지능형 도로를 만들 수 있는 것입니다.

출처=테크리퍼블릭닷컴(techrepublic.com)

태양광 도로(사진)의 패널 1장에는 128개의 LED가 들어있으며, 5가지의 다른 색깔을 낼 수 있습니다.

덕분에 별도의 도로선이나 발광 표시판이 필요 없습니다. 또한 쌓인 눈과 얼음을 녹일 수도 있고, 가정에 전력과 데이터 케이블을 제공할 수 있다고 합니다.

◆국내 태양광 자전거 도로

우리나라도 태양광 도로 개발에 적극적인데요, 지난 4월 충남 아산시에는 구 장항선 폐철도를 활용해 국내 최대의 태양광 자전거 도로를 개통했습니다. 이 도로는 10.2km 중 태양광 설치 구간이 7.5㎞로, 지붕 평면 거치형 태양광 패널 1만8540개를 설치했습니다.

연간 생산 발전량은 866mw이며, 2만2774가구가 이용할 수 있는 전력량입니다. 이는 이산화탄소 2769t 절감 및 소나무 7만8081그루를 심는 효과와 맞먹는다고 합니다.

태양광 도로는 아직 시범단계로, 지금의 도로를 대체하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되기도 합니다. 아직은 초기 단계이지만 지구환경을 지키고 비용 대비 효율을 높이기 위해 전 세계적으로 태양광 도로에 대한 연구는 꾸준히 계속되고 있다는 사실, 기억하길 바랍니다.

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*이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

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