태양광 패널 나노코팅, 먼지 쌓인 모듈보다 출력 16% 높였다

인도 연구진이 태양광 패널 표면에 물과 먼지가 잘 달라붙지 않는 초소수성 나노복합 코팅을 적용해 출력 손실을 줄이는 데 성공했다. 6개월간 진행한 실외 실험에서 코팅 패널은 먼지가 자연적으로 쌓인 패널보다 출력이 약 16% 높았고, 매일 수동으로 청소한 패널보다도 약 7% 높은 성능을 보였다. 연구 결과는 16일(현지시간) 국제학술지 ‘넥스트 에너지(Next Energy)’에 게재됐다. 연구에는 인도 PSN Institute of Technology and Science와 Vaigai College of Engineering 연구진이 참여했다. 연구진은 이산화규소(SiO₂) 나노입자 1중량%를 에탄올에 분산한 뒤 폴리디메틸실록산(PDMS) 수지와 혼합해 투명한 코팅제를 만들었다. 이를 태양광 모듈 유리 표면에 분사하고 섭씨 80도에서 2시간 동안 경화했다. 완성된 코팅층의 두께는 약 1.5∼2마이크로미터였다. 실험은 인도 타밀나두의 남향 옥상에서 동일한 165와트(W)급 태양광 모듈 3개를 대상으로 진행됐다. 모듈 효율은 각각 15.8%였으며 설치 각도는 30도였다. 연구진은 한 패널에 나노복합 코팅을 적용하고, 다른 패널은 코팅 없이 매일 청소했다. 나머지 패널은 청소하지 않고 먼지가 자연적으로 쌓이도록 했다. 코팅 패널은 먼지 부착이 줄었을 뿐 아니라 모듈 온도도 최대 12% 낮아졌으며, 실험기간 출력 변동도 상대적으로 안정적으로 나타났다. 연구진은 코팅 표면에서 바람과 물에 의해 먼지가 제거돼 외부 동력이나 별도의 인력이 필요하지 않았다고 설명했다. 교신저자인 C. 아야나르는 “가장 놀라운 결과는 코팅 패널이 수동 세척 패널보다도 앞섰다는 점”이라며 “자기세정 코팅이 일반적인 수동 청소보다 효과적일 가능성을 보여줬다”고 말했다. 이번 연구는 물과 인력을 투입해 패널을 주기적으로 청소해야 하는 건조지역이나 먼지가 많은 발전소에서 운영비를 줄일 가능성을 보여준다. 다만 실험에 사용된 모듈은 3개에 불과하고 검증 기간도 6개월이어서 상용화를 위해서는 장기간 자외선 노출과 비바람, 모래, 세척 장비 마찰 등에 대한 내구성 평가가 필요하다. 대규모 발전소 적용 시 코팅 비용과 재도포 주기, 실제 발전량 증가 효과도 추가로 확인해야 한다. 주영효 기자 society@aitimes.com Powered by AItimes AI Solution