태양광발전 도로

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태양광발전 도로

1) Sola Road - 네덜란드 크롬메니(Krommenie) 

^[각주:1]

최근 네덜란드 암스테르담 북쪽에 위치한 크롬메니(Krommenie)에서 최초의 태양광 활용도로가 만들어졌다.

네덜란드는 자전거의 나라라고 불릴 정도로 자전거는 네덜란드에서 대중적인 교통수단이다. 네덜란드 전역으로 따지면 무려 2만 5000 킬로미터(km) 에 달하는 자전거 전용 도로가 조성되어 있다.

‘솔라로드(Sola Road)’라는 이름이 붙여진 이 시범 도로의 길이는 약 70미터(ｍ) 정도다. 이 시범 도로는 2.5×3.5미터 크기의 콘크리트 모듈과 강화 유리로 덮인 조립식 패널로 이루어져 있다. 유리덮개 표면은 사고 방지를 위해 미끄럼 방지 처리가 되어 있다.

솔라로드의 원리는 길의 표면에 비춰지는 태양광을 태양 전지판이 흡수해서 전기로 전환하는 방식이다. 도로 표면이 거대한 태양 전지판의 역할을 수행하게 되는 것이다. 이를 위해 콘크리트 모듈의 안쪽에는 결정 실리콘 태양 전지가 숨어 있다. 물론 빛이 통해야 하기 때문에, 태양전지 위로는 1센티미터(cm) 두께의 강화 유리가 덮여있다.

^[각주:2]

^[각주:3]

이 도로는 네덜란드 암스테르담 응용과학연구소(TNO) 주도로 진행 중인 친환경 도시전력생산 프로젝트 암스테르담 스마트시티(Amsterdam, Smartcity) 계획 중 하나로 도로자체를 태양광 발전소로 바꿔 도로 기능과 전력생산 기능을 융합시킨다는 발상이다. 해당 도로에서 생산된 전기는 가로등, 교통신호, 가정용으로 활용될 예정이다. 

'이동을 위한 길'에서 '발전도 하는 길'로 부가가치를 창출하는 면에서는 아주 긍정적으로 생각한다.  

하지만 이 태양광도로가 상용화되기 전에 해결하거나 고민해야하는 점들이 있어 보인다.

1. 가격 경쟁력

미국에서 지붕에 태양광 패널을 설치하는 것보다 태양광도로를 구축하는 비용이 무려 1,000배 비싸다는 견해도 있다.^[각주:4] 

왜냐하면 자전거가 다녀야 한다는 목적 상 

미끄럼 방지 처리가 되어 있는 유리 커버를 씌우기 때문에 가격이 올라 갈 수 밖에 없다. 

2. 효율 저하

태양광 발전의 효율을 높이거나 유지하기 위해서는 

태양광이 투과를 잘 할 수 있도록 깨끗해야하고, 패널 위에 그림자가 드리우지 않게 하여야 한다. 

또한 태양광 입사각도가 90도가 되기위해 태양광패널의 각도를 조절해야하며, 

태양광패널의 후면온도가 높아질수록 효율이 저감되기 때문에 온도가 너무 상승되지 않도록 해야한다.   

태양광발전 도로의 경우, 

유리 커버가 먼지와 같은 이물질 등으로 덮힐것으로 예상되며, 태양광 발전효율은 떨어지게 될 것으로 보인다.  

또 태양광패널이 태양을 바라보고 있어야 하는데 땅에 뉘어있으니 효율은 떨어지게 된다. 

실제로 태양광도로 업체에서는 태양광패널의 정격출력보다 약 30% 적게 발전을 할 것으로 보고 있다.^[각주:5]

가로수나 통행자의 그림자에 의해 태양광발전 효율이 떨어질 것이다.

이러한 상황에서는, 정격 효율도 기대하기 어려울 것으로 본다. 

즉, 투자환수기간이 길어지게 될 것이고 태양광도로의 경제성은 낮아지게 된다.   

3.내구성 문제

비가 올 경우 유리 커버 사이로 물이 스며들거나, 

습한 공기가 내부로 유입되어 이슬이 맺히거나,

겨울철에 얼음이 형성되는 등 전기전자 부품에 악영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다.

4. 도로 역할 수행

겨울에 유리 커버 위로 얼음이 생기면, 미끄러져서 자전거를 타기 어려울 것으로 보인다. 

또한, 유리 커버가 깨지는 경우에 대해서도 고민해 봐야할 것 같다. 

5. 그리드 연결 혹은 ESS 구축 

발전된 전력을 전력망에 연결해 공급을 하거나 자체적인 ESS(에너지저장장치)를 구축해야 한다. 현재는 발전량이 크지 않아 외부 전력망에 직접 연결해도 무방할 것으로 보인다. 그렇지만 추후에 태양광도로가 확장을 해 발전량이 늘어나면 당연히 고려해야 하는 사항일 것이다.  

이러한 태양광도로가 단순히 발전만 하는 도로가 아니라 

앞으로는 스마트로드(smart road)로도 활용되면 좋을 듯 하다. 

예를 들어, 시간에 따른 통행량을 이용해 교통정보로 활용하거나 

LED를 설치해 통행자 개별적인 도로정보를 제공하거나 방향 지시를 하는 등 다양한 아이디어가 산출될 것으로 기대한다. 

Sola road 홈페이지 ( http://www.solaroad.nl/en/ )

2) Solar FREAKIN' Roadway - 미국 

네덜란드의 태양광 자전거도로와 조금 다른 형태로 태양광도로를 접근 하는 사례가 있어 소개한다. 

스콧 브루소(Scott Brusaw)라는 미국 엔지니어가 개발한 태양광 도로는 전지패널에 LED 디스플레이까지 결합시켜 지능형 도로시스템을 지향하고 있다. 

개발자인 브루소는 “미국 전역에 이 시스템을 설치하면 미국의 에너지 수요량보다 많은 에너지를, 친환경적으로 만들어낼 수 있다”고 주장한다. 그의 주장에 의문을 제기하는 사람들도 있었지만 미 정부는 그의 프로젝트에 자금을 지원했다. 그의 구상은 또 미 전기기술자공학회(IEEE)로부터 상을 받기도 했다. 그는 크라우드펀딩 사이트 인디에고고(indiegogo)를 통해 시범용 태양광주차장을 만들기 위해 100만달러(10억여원) 모으기 프로젝트를 벌였는데, 두달여만에 목표 2배가 넘는 220만달러의 투자금 약속을 받기도 했다.

 

스콧 브루소가 처음 개발한 프로토타입은 태양광패널이 없었다. LED를 활용해 횡단보도의 보행자 신호, 자동차 주행지시 신호 같은 정보를 운전자에게 제공하는 형태였다. 

^[각주:6]

^[각주:7]

두번째 프로토타입에서 솔라셀(Solar cell)를 장착하여 자체 발전이 가능하도록 하였다. 

^[각주:8]

자세한 내용과 업데이트는 Solarroadways 홈페이지(http://www.solarroadways.com/)를 참조하면 될 것같다.

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2015. 01. 25 작성

2015. 03. 19 수정

1. http://goo.gl/8cBSMP [본문으로]
2. http://inhabitat.com/solaroad-the-netherlands-unveils-worlds-first-solar-cell-paved-bike-path/ [본문으로]
3. http://goo.gl/PQ4lQm [본문으로]
4. http://www.vox.com/2014/11/11/7193737/solar-power-bike-path-netherlands-solaroad [본문으로]
5. http://www.vox.com/2014/11/11/7193737/solar-power-bike-path-netherlands-solaroad [본문으로]
6. http://goo.gl/q1IPKY [본문으로]
7. http://solarroadways.com/prototype.shtml [본문으로]
8. http://solarroadways.com/prototypeII.shtml [본문으로]