“지속가능한 태양광발전, 30년 나노 · 로봇 기술로 해결하겠습니다”

황헌 성균관대 바이오메카트로닉스공학과 명예교수
태양광 패널 효율화 연구 스타트업 ‘에이치5’ 창업
세척 로봇과 패널 재생 나노물질 개발…“태양광 시설 확대만큼 재활용 고민 선행돼야”

에이치5(주) 황헌 대표

30년간 대학에서 로봇공학을 연구한 황헌 성균관대 바이오메카트로닉스학과 명예교수는 2020년 태양광 패널 세척과 모니터링 기술을 바탕으로 스타트업 ‘에이치5’(대표 황헌)를 설립했다.

황 교수는 30여년 간 나노소재와 이를 활용한 나노 표면처리 공정 및 로봇 장비 기술을 연구해 왔다. 축적된 연구 성과를 바탕으로 2020년 5월 창업한 대학 연구실 벤처기업이다.

스타트업 대표로 변신한 황 교수는 2000년 초반부터 보급된 국내 태양광 모듈의 수명을 15~30년으로 가정할 경우 앞으로 해마다 약 7000t이상의 폐모듈 처리 해결책이 절실하다고 내다 보고 나노 기술을 활용한 태양광 신재생에너지 효율화에 주목한다.

[1] 노후 태양광 패널 효율 개선

신재생에너지는 지구 온난화와 에너지안보 등 지속가능한 에너지 수급과 지구환경 문제에 대응하는 데 있어 매우 중요한 역할을 하고 있다.

그러나 현재의 태양광발전 기술은 여전히 제약과 도전에 직면하고 있다. 그 문제 중 하나가 패널 표면의 오염물질로 인한 발전 효율 저하다. 표면 오염은 모래먼지, 녹분진 등의 산업분진, 유증기 스케일, 석회질 침착, 새똥 등 다양한 형태로 나타날 수 있으며, 이러한 오염물질은 태양광패널 표면에 적절한 햇빛 투과를 방해하여 발전 효율을 30% 이상 저하시킬 수도 있다.

에이치5는 패널 표면을 ‘솔라코트SolarCOAT’를 이용하여 나노 코팅처리하여 즉각적으로 발전량을 5~10% 이상 증가시키고 오염방지와 자가세정 기능으로 5년에서 8년 이상 장기간에 걸쳐 모듈의 발전량을 유지시켜 준다.

‘솔라코트’는 한국동서발전(주)의 태양광 설비에 대해 실증사업을 수행하여 실제 4%~10% 이상 발전량 증대 개선 결과를 만들었다. 실증 결과에 힘입어 ‘에이치5’는 지속적으로 공기업과의 협업 사업에 참여할 계획이다.

[2] 폐태양광패널 재활용

폐태양광모듈 폐기물이 폭발적으로 늘어날 수 있는 상황에서 기존의 폐기 위주의 처리 방식에서 자원 선순환을 고려한 폐태양광 패널 재활용에 대한 고민이 필요하다.

에이치5(주)는 기존에 일부 자원만 재활용하는 방식에서 벗어나 패널 모듈 자체를 재활용할 수 있도록 성능을 효율화하여 전체를 재활용할 수 있도록 지원한다.

나노물질을 이용한 초친수 기반 광활성 상온경화 표면처리 기술을 적용하여 폐태양광패널 중 재사용이 가능한 패널에 대해서는 발전성능을 초기 대비 90% 이상의 수준으로 복원하고 패널 위에 쌓이는 유기오염을 분해하고 먼지부착을 최소화하고 자가세정 기능이 있는 고성능의 재사용 패널로 개조한다. 이렇게 개조된 고성능의 태양광패널 5~10개를 신규 태양광패널 1개의 가격으로 구입할 수 있다.

재사용이 불가능한 폐태양광패널의 경우에는 솔라셀에서 고성능의 광확산 에코강화유리를 추출해 재생한다. 이렇게 개조된 에코강화유리는 가격 경쟁력은 물론 개선된 빛투과율, 오염방지· 자가세척 등 고기능성 유리이다.

개조한 고성능의 재사용 태양광패널과 광확산 에코강화유리는 건설, 교통, 농업분야 자재로 활용이 가능하고 이와 더불어 기존 유리생산에 배출되는 온실가스 감축효과를 탄소배출권 확보로도 가능할 것으로 본다.

[3] 메카트로닉스 전문가가 개발한 세척 장비 로봇

폐태양광모듈 효율을 위해서는 표면의 오염 제거· 청결을 유지하여야 한다. 이미 축적된 패널 표면의 오염을 제거하기 위해서는 물리적 세척을 위한 자동화 장비 또는 세척로봇 등의 메카트로닉스(기계-전자)적 접근도 필요하다.

에이치5(주)의 황헌 대표는 대학 재직 시 로봇 전문가로서 태양광패널의 효율적인 세척을 위하여 다양한 크기와 형태, 기능을 갖는 세척로봇과 작업자 친화형의 하이브리드형 세척장비를 개발하였고 다수의 특허를 보유하고 있다.

현재 에이치5(주)는 장탈착 기능의 수송용 드론로봇과 범용의 유니버살 암부착 드론 세척로봇 기술의 사업화를 위해 국내외 기업에 기술과 특허의 이전을 고려하고 있으며, 인도 캐나다, 미국 등에서 관련 로봇 분야의 사업화문의가 오고 있다고 한다.

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