교통 소음을 줄여줄뿐 아니라 전기와 열까지 생산하는 다기능 방음벽이 개발됐다.
한국에너지기술연구원 열변환시스템연구실 연구팀은 PVT 기술과 방음벽을 결합한 형태의 다기능성 방음벽 기술을 개발했다. PVT는 태양광 패널과 태양열 집열기가 융합돼 전기와 열을 같이 생산할 수 있는 기술이다.
일반 태양광 패널은 온도가 증가할수록 발전량이 감소한다. 연구팀은 이를 막기 위해 PVT 내부에 공기 유동을 발생시켜 패널의 온도를 낮추고, 동시에 열을 회수하도록 설계했다. 또 PVT의 외부 열 손실을 최소화하기 위해 흡음재를 단열재로 활용해 흡음과 단열 역할도 할 수 있도록 했다.
즉, 태양광 패널은 전력생산과 소음을 줄여주는 기능, 흡음재는 단열과 소음을 흡수하는 기능, 태양열 집열기 전열구조는 열 회수와 구조 강도를 잡아주는 역할을 하며, 이러한 요소 기술들을 하나의 모듈로 탄생시킨 것이다.
연구팀은 시스템 설계 및 현장 설치가 쉬운 직렬 연계 방식의 시공 기법을 바탕으로 2021년 12월부터 충청남도 계룡시에 3 kWe급의 다기능성 PVT 방음벽 시스템을 운영하고 있다.
연구팀이 개발한 방음벽은 도로 방음시설의 음향성능 기준에서 소리를 줄여주는 성능은 1000Hz에서 37.1dB(기준 30dB 이상), 소리를 흡수하는 성능은 0.83(기준 0.7 이상)으로 기준과 비교해 높은 성능을 나타냈다. 또 기존 태양광 발전 효율보다 6% 이상 높은 발전효율을 보였다. 아울러 PVT에서 생산되는 온열은 대합실, 공중화장실, 휴게실 등 공공장소에 난방 및 환기, 온수 예열로 활용이 가능하다.
연구를 이끈 강은철 한국에너지기술원 에너지효율연구본부 열변환시스템연구실 책임연구원은 “국가 에너지 정책 실현을 위해 기존 설비를 활용한 다양한 재생에너지 융합 기술이 개발되어야 하며, 다기능성 PVT 방음벽 기술이 좋은 대안이 될 수 있을 것으로 본다”고 말했다.
<저작권자 ⓒ 과학향기(http://scent.ndsl.kr) 무단전재 및 재배포금지>
