국제그린에너지엑스포에서 선보인 한화큐셀의 독자기술은?: 태양광 발전 기술 개념잡기

최근 대체 에너지에 관한 글을 많이 작성하고 있습니다. 필요에 의해 작성하는 것도 있지만, 요새 개인적으로 공부하고 있는 분야이기도 하고 관심을 두고 있는 분야이기도 한데요.

오늘은 지난 7월 15일부터 대구 EXCO에서 열린 ‘국제그린에너지엑스포 2020’에 한화큐셀 또한 참가했다는 소식과 함께 한화큐셀이 이번에 선보인 한국 맞춤형 솔루션을 간단히 소개해드릴까 합니다.

국제그린에너지엑스포 2020

국제그린에너지엑스포는 대구광역시와 경상북도가 주최하고 한국전기공사협회, 한국신재생에너지협회, 한국태양광산업협회와 KOTRA(대한무역투자진흥공사)가 공동 주관하는 행사입니다. 아시아 최초이자 국내 최대의 태양광 전문 전시회로, 글로벌 태양광 기업이 스폰서로 참가하는데요.

일반인에게 잘 알려진 행사는 아니지만, 친환경 에너지. 특히 태양광 업계에서는 가장 큰 규모와 인지도를 갖춘 행사입니다. 국제컨퍼런스와 교육 세션, 그리고 수출상담회가 함께 진행돼 국내의 다양한 기술을 해외로 수출하는 기회가 될 수도 있습니다.

한화큐셀은 오랜 업력을 바탕으로 해외에서는 높은 인지도를 갖추고 있는데요. 지난 글을 통해 소개해드렸다시피 독일 소비자가 참여한 '생활소비재 어워드'(Life & Living Awards 2020)의 태양광 분야에서 1위를 차지했으며, 미국, 독일, 일본 등 주요 태양광 모듈 시장에서 시장 점유율 1위를 달성했습니다.

또한, 태양광 업계에서 브랜드 가치를 평가했을 때, 유럽 7년 연속, 호주 5년 연속 1위를 달성하기도 했습니다.

*출처 : 태양광 전문 리서치 기관, 이유피디리서치(EuPD Research)에서 진행한 태양광 톱 브랜드(Top Brand PV)

한화큐셀이 선보인 한국 맞춤형 솔루션

한화큐셀은 태양광 사업을 지속하며 얻은 기술력을 바탕으로 주택용, 사업용, 상업용 등 다양한 시장 전반에 제품을 선보여 '토탈 에너지 솔루션'을 제공하겠다는 포부를 밝혔는데요. 이러한 포부가 이번 국제그린에너지엑스포 2020 현장에 담겨있었습니다.

한화큐셀 부스에서는 프리미엄 제품군, 수상형(Water), 영농형(Farm) 제품군을 분류해 전시했습니다. 프리미엄 섹션에서는 '큐피크 듀오 G8.3' 제품군과 함께 2021년 말쯤 출시 예정인 프로토타입 제품을 선보였습니다.

프로토타입 패널에는 한화큐셀이 자랑하는 제로갭 기술이 적용된 모듈에 웨이퍼 셀의 크기가 M6로 변경되면서 모듈 출력이 최대 500Wp까지 향상됐습니다. 최고 효율은 21.6%에 이르러 기존의 19% 대의 효율을 2%이상 개선한 결과입니다.

수상형 부스에는 큐피크 듀오 포세이돈(Q.PEAK DUO Poseidon)이 전시됐는데요. 제로갭 기술이 적용된 모듈이 수상형으로 2021년 출시 예정이라고 합니다. 수상형 제품의 특징은 물위라는 환경을 고려해 고온, 고습환경에 특화된 높은 내구성과 친환경성인데요.

일반적으로 수상이 지상보다 더 낮고, 상대적으로 균일한 온도로 태양광 발전 효율은 더 뛰어난 편이나, 습도가 높은 환경이고 고온에 노출되는 환경이라고 합니다. 그래서 수상형 제품은 85˚C, 상대습도 85%의 환경에서 3,000시간 이상 노출 테스트를 거쳤으며, 이는 KS인증심사 규정보다 높은 기준이라고 합니다.

영농형 제품은 저도 이번에 처음 본 제품인데요. 영농형 제품은 농지 위에 태양광 발전소를 운영하는 형태라고 합니다. 농작물 위에 태양광 모듈을 설치하면 자칫 그림자가 져 작물에 해가 닿지 않는 문제를 우려할 수 있을 텐데요.

그래서 작물 생장에 영향을 주지 않는 크기로 개발할 예정이라고 합니다. 대표적인 제품으로 큐피크 XS G4.1(Q.PEAK XS G4.1)이 전시됐으며, 60셀 혹은 72셀로 구성된 일반 모듈보다 작은 32셀(4x8)로 설계될 예정이라고 하네요.

@한화큐셀 홈페이지

한화큐셀의 기술력, 퀀텀 듀오 Z(Q.UANTUM DUO Z)

한화큐셀의 큐피크 제품군은 독자적인 기술인 퀀텀 듀오 Z(Q.ANTUM DUO Z) 기술이 적용된 게 특징입니다. 퀀텀 듀오 Z는 다시 '퀀텀' 기술과 '하프셀' 기술이 합쳐진 퀀텀 듀오(Q.ANTUM DUO)에 '제로갭(Zero-Gap)'기술이 더해진 것을 뜻하는데요.

@한화큐셀 홈페이지

퀀텀(Q.ANTUM) 기술은 태양광 발전 시장에서 가장 오래된 PERC 기술을 뜻합니다. PERC(Passivated Emitter Rear Cell)는 쉽게 말해 태양전지 뒷면에 반사층을 만드는 기술을 뜻하는데요. 모듈에서 빠져나간 태양광까지 붙잡아 전력의 효율을 끌어올린다고 생각하시면 됩니다.

퀀텀 기술은 여기에 누설전류의 발생으로 출력이 저하되는 일을 막고(Anti-PDI), 빛에 의해 생기는 셀 내 붕소-산소 결합 활성화를 최소화해 출력 저하 현상을 줄이고(Anti-LID), 열에 의해 생기는 붕소와 산소 결합체 발생에 따른 출력 저하 현삭을 막는(Anti-LeTID) 기술을 더했습니다.

하프셀은 말그대로 태양광 모듈 안에 있는 셀의 크기를 반으로 나눠, 버스가 사이의 간격을 줄여 표면 면적당 높은 출력을 발휘하도록 하는 기술입니다. 마지막으로 제로갭 기술은 태양광 모듈에서 셀과 셀 사이에는 2~3mm의 간격이 생길 수밖에 없는데, 한화큐셀의 제로갭 기술은 셀 사이의 간격을 제거해 밀도를 높인 기술입니다.

일반적인 태양광 모듈은 수십 개의 셀을 한 판에 모은 후 셀과 셀을 연결하는 구조를 취합니다. 그래서 셀 사이에 간격을 둬서 물리적인 안정성을 높이는데요. 한화큐셀은 하프셀 기술을 이용해 셀의 표면적을 줄이고, 이를 와이어로 고정시켜 간격 없이 배치해도 물리적 안정성을 유지합니다. 그리고 그만큼 확보한 면적에 셀을 추가해 같은 면적에서 더 높은 출력을 제공할 수 있게 되죠.

 

사실 오늘 소개해드리는 글은 태양광 발전에 대한 꽤 깊이 있는 글입니다. 몇 차례 태양광에 관해 소개해드리면서 정작 조금 기술적인 이야기는 소개해드리지 않았는데요. 기회가 닿는다면 조금 더 자세히 정리를 해볼까 합니다. 워낙 생소한 분야라 저도 잘은 모르지만, 차근차근 정리해볼게요.