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알기 쉬운 수소이야기

#33 CO2 배출 없는 물 분해 ‘그린수소’ 부산기업이 개척 선봉을

​​여러분은 ‘수소’하면 어떤 생각이 가장 먼저 떠오르나요?수소자동차, 수소에너지, 폭발등 과 같은 이미지를 보통 가장 먼저 떠올립니다. 아직까지 수소는 우리에게 친숙한 이미지는 아니죠. 하지만 수소 기술이 발전하며 삶의 형태를 바꾸고 있는 현재 우리는 수소가 어떻게 에너지로 사용되고생산되는지 알아갈 필요가 있습니다. ​오늘은 수소 기업 케이워터크레프트를 이끌고 있는 부산대학교 권순철 교수님과 수소에 대해 알아보는 시간을 가지도록 하겠습니다. 교수님, 최근 수소경제가 이슈가 되며 수소를 미래에너지라 하던데,왜 미래 에너지라고 하나요? 우주의 75%는 수소입니다. 하지만 수소는 공기보다 가벼워 포집하기 쉽지 않죠. 또한 수소에서 전기를 얻고 나면 물이 생기는데 이 물을 분해하면 다시 수소를 얻을 수 있죠. 이처럼 에너지 고갈이 이슈인 현재, 수소는 거의 무한정 사용할 수 있는 에너지입니다. 수소의 이점은 이 뿐 만이 아닙니다. 수소는 물이 될 때 에너지를 발산하죠. 전기와 함께 열도 나오기 때문에 석유와 천연가스를 대체할 수 있는 미래에너지가 될 수 있습니다. 수소에도 여러 종류가 있다는 이야기를 들었습니다. 그레이 수소와 그린수소가 있던데 각 차이점이 무엇인가요? 그레이 수소와 그린 수소는 수소 생산 시 이산화탄소 배출여부에 따라 나누어집니다. 현재의 수소 생산은 이산화탄소를 배출하는 그레이 수소가 비용과 기술적 측면에서 용이하기 때문에 그레이 수소를 많이 사용합니다. 하지만 수소가 미래청정에너지가 되기 위해서는 물을 분해해 얻는 수분해 수소, 즉, 그린수소를 생산해야 합니다. 그린수소는 물을 분해할 때 많은 전기가 필요해 경제성이 떨어져 상용화가 되지 않은 상태입니다. 그린 수소의 기술을 발전시키는 것이 수소 에너지의 경쟁력을 높일 수 있는 방법이군요!​㈜케이워터크레프트에 대해 소개해 주실 수 있나요? ㈜케이워터크레프트는 물을 분해해 수소를 생산하고, 이를 활용하는 기업입니다. 현재 수분해 수소발전기를 개발해 부산 해운대구 사회체육센터에서 실증작업을 하고 있습니다. 이것은 태양광을 이용해 수분해 수소를 생산한 다음 연료전지와 배터리를 거쳐 테니스장과 관리실의 전기로 활용하는 것입니다. 이 제품은 현제 특허를 등록해 ks 인증 절차를 밟고 있고, 인증 절차가 끝나는 대로 이를 상용화할 계획입니다. ​​㈜케이워터크레프트의 발전기에 대해 자세히 설명해 주실 수 있나요? 이 발전기는 소음이 60db로 거의 없습니다. 또한 수소를 전기분해해 3kw의 전기를 생산하고 이를 배터리에 저장해 5배인 14,4kw까지 증폭합니다. 인버터를 이용해 직류를 220v 교류로 전환하면 일반적으로 쓰는 전기로 사용할 수 있습니다. 인버터를 거쳐 나가는 전력량은 일정하게 공급하기 위해 10kw를 송출합니다. 첫 전력량보다 3배 정도는 돼야 중단되지 않고 안정화하기 때문입니다. 전력이 많이 필요한 곳이라면 이 발전기를 여러대 사용하면 됩니다. ㈜케이워터크레프트가 준비하고 있는 다른 제품이나 미래성은 어떻게 되나요? 최근 저희 회사는 원리는 비슷하지만 산소가 나오는 공기청정기인 워터에어를 개발해 대기업과 투자협의를 진행 중입니다. 또한 최근 수전해 수소발전 보트 실증에도 성공하였습니다. 최근 두바이 등 일조량이 많이 국가에서 투자 문의가 들어오고 있는 추세입니다. 전세계적으로 수소에 관심을 기울이고 있다는 생각이 듭니다. ㈜케이워터크레프트는 수전해수소발전기를 미국과 중국에도 특허 등록을 신청하며 글로벌 진출을 위한 준비를 하고 있습니다. ​좋은 정보 감사합니다. 케이워터크레프트의 발전기로 테니스장과 관리실의 전기로 활용되고 있다는 사실에 패러다임의 변화가 얼마 남지 않은 것 같아 기대가 많이 됩니다. ㈜케이워터크레프트의 모든 연구가 성공하여 대한민국 수소경제를 이끌어나가고, 전 세계적으로도 수소 에너지 기술력을 펼칠 수 있는 기업으로 성장하였으면 좋겠습니다. ​​위글은 국제신문 2021년 6월 8일 co2 배출 없는 물 분해 ‘그린수소’ 부산기업이 개척 선봉을인용해 작성 되었습니다.[편집국장단의 뉴스 클로즈업] CO2 배출 없는 물 분해 ‘그린수소’…부산기업이 개척 선봉 : 국제신문 (kookje.co.kr)

2022.02.17

#32 수소의 종류

안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는 ㈜케이워터크레프트 입니다.오늘 이야기해볼 주제는 ‘수소의 종류’ 입니다.여러분 수소에도 종류가 있다는 것을 알고 있었나요??놀랍게도 미래에 중요한 자원이 될 수소는 색깔이 들어간 3가지 종류가 있다고 합니다.​그럼 지금부터 3가지 특별한 수소에 관해 알아보도록 할게요첫 번째 그레이수소 입니다.이름만 봐도 환경에 좋지 않을 것 같지 않나요?맞습니다. 그레이수소는 현재 전 세계적으로 가장 보편화되어 있는 수소 생산방식으로 천연가스 개질을 이용한 방법이에요.천연가스 개질은 고온, 고압의 수증기와 반응시키는 방식으로, 이때 천연가스의 주성분인 메테인과 물이 만나 이산화탄소와 수소가 발생합니다.이 과정에서 발생하는 이산화탄소는 지구 온난화의 주범으로 환경에 아주 나쁜 물질입니다!!이러한 이유로 인해 일각에서는 그레이수소를 기후 살인마(Climate Killer)라고 표현하기도 합니다. 왜냐하면 현재 유통되는 수소 중 49%가 천연가스 개질을 통해 생산한 수소이기 때문입니다. 그래서 그레이수소는 장기적 해결책은 아니므로 뒤에 나오는 그린수소의 개발이 지속 되어야 합니다. 두 번째, 블루수소 입니다.그레이수소와 같은 생산 과정으로 만들어집니다. 하지만 배출되는 이산화탄소를 포집, 저장(CCS)하기 때문에 그레이수소에 비해선 훨씬 친환경적인 수소입니다.CCS 기술은 배출되는 이산화탄소의 90%까지 포집하여 수송관을 통해 운송되어 주로 동굴이나 깊은 땅속에 저장됩니다.​하지만 이산화탄소를 배출하는 것은 그레이수소와 같고 저장된 이산화탄소를 처리할 방법도 현재로서는 없기 때문에 블루수소는 최종목표가 아닙니다.세번째, 앞서 본 두 가지 수소와 달리 환경오염을 전혀 시키지 않는 그린수소입니다.​아름다운 자연과 깨끗한 환경이 떠오르지 않나요? 그린수소는 태양광, 풍력 등 재생에너지로 얻은 전기로 물을 전기 분해시키는 수전해 방식으로 만들어지는 수소로써 이산화탄소를 전혀 배출시키지 않아 가장 친환경적인 수소입니다.그린수소는 배출되는 이산화탄소를 다시 흡수해 실질적인 배출량이 0이 되는 탄소중립을 이루기 위한 가장 중요한 자원입니다.하지만 아직은 해결해야 할 많은 문제가 있어요.​첫째, 그린수소를 운송 및 저장 할 때 고온, 고압상태를 유지 해야 하는 것이 큰 비용이 듭니다.​둘째, 수전해를 할 때는 많은 양의 전기가 필요한데 재생에너지로 이러한 전기량을 충당하기 위해서는 지난 20년 동안 설치한 개수 보다 많은 풍력발전기를 향후 30년간 매년 설치해야 충당될 양입니다.​셋째, 현재 그린수소는 다른 연료들에 비해서 많이 비쌉니다. 그래서 상용화가 되기위해서 가격을 낮추기위한 연구가 활발하게 진행되고있습니다. 그 결과 2030년에는 다른 연료들과의 가격경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 예상됩니다. 아직은 나아가야 할 길이 멀지만, 최종목표인 탄소 중립을 위해서 그린수소는 꼭 필요한 자원이어서 전세계적으로 가장 활발히 연구되고 있습니다.수소는 현재 환경오염으로 인해 몸살을 앓고 있는 지구를 치료할 수 있는 가장 효율적이며 친환경적인 미래 에너지입니다. 수소가 우리의 생활 속에 자리잡을 수 있도록 정부차원에서의 지원 뿐만이 아니라 여러분들의 관심과 애정이 많이 필요합니다.저희 회사에서도 이산화탄소를 배출하지 않고 태양광과 물로만 전기를 생산하는 100% 친환경적인 수소발전인 워터스테이션을 개발 했습니다. 그린수소를 사용하는 수소발전시스템 입니다.환경개선은 물론 청정에너지 분야에 한걸음 다가가고 있습니다.지금까지 수소의 종류에 대해 알아 보았습니다.그럼 더욱더 알차고 재미있는 주제로 돌아오겠습니다.감사합니다!​​출처Bloomberg new energy finance report - www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/coal/033020-green-hydrogen-costs-can-hit-2kg-benchmark-by-2030-bnefKEPCO - blog.kepco.co.kr/1849한국가스공사 - m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=29454562&memberNo=6411495장혁준/그린수소 생산기술 비용 분석과 절감 방안 제시/대한전기학회/2021

2022.02.17

#31 수소경제사회 준비를 위한 국외 정책 동향

안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는 ㈜케이워터크레프트입니다.오늘 이야기 해볼 주제는 ‘국외 정책 동향’에 대해 알아 보려고 합니다!수소경제는 수소전기차와 연료전지 시장을 중심으로 가파르게 성장하고 있습니다. 주요 선진국들은 수소 경제를 선도하기 위해 생산, 운송 및 저장, 활용 등 수소 밸류체인 전 단계에서 기술적, 산업적 완성도를 높이기 위해 막대한 시간과 비용을 투자하고 있다고 해요!​그럼 이제 각 나라별 수소경제 동향에 대해 설명해 드릴게요!첫째로 일본입니다. 일본은 2014년 6월 수소사회의 실현으로써 ‘수소 연료전지 전략 로드맵’을 발표하였습니다!일본은 지난 2014년 4차 국가 ‘에너지 기본 계획’을 통해 수소사회 추진을 명문화하고 있어요. 여기서 수소 연료전지 전략 로드맵에 대해 설명을 드릴께요!수소 연료전지 전략 로드맵 이란, 수소연료전지 자동차, 가정용 연료전지, 수소 발전 등의 도입과 함께 수소 수요의 확대와 필요에 대응하고자 수소 공급망 구축을 추진하는 것입니다. 다음으로 떠오르는 환경 강국, 중국에 대해 설명 드리겠습니다.중국 역시 수소 정책의 시작은 수소 전기차 보급을 중심으로 생각하고 있습니다. 2030년까지 수소 충전기를 1,000기 이상 구축하고, 연료전지차 100만 대를 제조할 계획이라고 합니다.이렇게 제조된 연료전지차는 기능과 가격 모두 기존 내연기관차에 견줄 수 있는 퀄리티로 만들 야심 있는 계획이에요. 중국과 미국이 나란히 수소 전기차를 각국 내에서 약 100만 대를 보급할 계획이니, 수소 자동차 시장은 점점 커지겠죠?​그 다음 강국 미국에 대해 설명드릴께요!미국은 현재 DOE(Department of Energy)와 캘리포니아주 정부의 주도로 수소 경제 사회 구현을 위한 정책들을 진행 중이며, 바이든 대통령은 파리기후협약 복귀를 취임 후 가장 먼저 할 것이라고 밝혔어요! 공약에 따르면 2050 탄소중립 선언, 2035년까지 환경, 청정에너지 산업에 2조 달러 투자 등을 진행할 것이라고 합니다. 그 만큼 각 나라별 환경에 대해 신중하다는 걸 알 수 있겠죠?DOE는 Hydrogen Posture Plan을 기초로 자국 내 수소 생산, 운반, 저장 등 수소 인프라에 대한 구체적인 계획을 수립 및 수행하는 회사입니다.미국은 2002년에 수소 경제 국가비전을 제사했던 적이 있었는데요! 최근에 다시 이 비전을 이어받아 미국에서는 캘리포니아 주가 수소 산업이 가장 활발하다고 합니다. 우선 캘리포니아를 중심으로 2030년까지 수소 충전소 1,000기, 수소전기 차 100만 대를 보급하겠다고 합니다. 그 외에도 수송, 연료전지 분야에서 수소에너지 투자를 할 계획이라고 합니다.2019년에 캘리포니아의 수소전기차가 7,900대, 수소 충전소가 44기에 불과한 것을 고려하면 미국의 수소 에너지 추진이 활발하다는 걸 알 수 있겠죠? 마지막으로 ‘그린딜’의 유럽연합(EU)는 어떨까요?유럽연합은 2020년 7월, 수소 전략(Hydrogen Strategy)을 발표하고, 청정수소 확대 방안에 대해서 발표했어요. 2025년에서 2030년까지 재생에너지 기반 시설을 늘려서 최대 1,000만 톤의 그린수소를 생산할 계획이라고 합니다! EU의 수장 급인 독일은 더 앞서 나가고 있습니다. 독일 연방정부 단위에서 내각회의에 ‘국가 수소전략’을 채택하고, 2040년까지 총 10GW 규모의 그린 수소 생산시설을 구축하겠다고 발표했어요. 국가 내각회의에서 그린 수소 정책을 다룬다는 것에 독일의 적극성을 잘 보여주네요. 수소에너지 관련 활발한 움직임을 보이는 선도국은 일본, 중국, 미국, 유럽 등이 있으며 각국은 수소의 생산, 저장/유통, 이용과 관련하여 정책적인 우선순위에서 차이점을 보이고 있어요!이렇게 각 나라의 수소에 비전이 합쳐진다면 더 좋은 시너지가 발생하겠죠!!현재 국내와 국외 수소전기차 분야가 수소 수요 확대를 이끌고 이후 연료전지가 다양한 분야에 보급되어 수소 소비가 점차 늘게 될 것으로 전망 중입니다. 현재 저희 회사인 케이워터크래프트는 외부전력 공급 없이 수전해와 수소연료전지를 통해 에너지를 생성하고 저장하는 발전시스템으로 워터스테이션을 개발 중이며 환경 개선은 물론, 글로벌 청정 에너지 분야의 혁신에 도전하고 있습니다. ​지금까지 수소 경제의 트렌드에 대해 알아 보았습니다. 그럼 더욱더 알차고 재미있는 주제로 돌아오겠습니다.감사합니다.​출처 : attachfileNumPdf.do (kist.re.kr)[환경재단 그린수소포럼] 그린수소 시리즈2. .. : 네이버블로그 (naver.com)사진출처 : [HMG 저널] 탈탄소화를 위한 움직임, 수소.. : 네이버블로그 (naver.com)

2022.02.17

#30 수소 경제 트랜드

안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는 ㈜케이워터크레프트입니다.오늘 이야기해볼 주제는 ‘수소 경제의 트렌드’ 입니다.올해 우리나라는 코스피 3000시대를 열 정도로 주식시장의 열기가 매우 뜨거운데요.이러한 시장의 흐름 속에서 수소에너지 테마주의 인기는 하늘 높은 줄 모르고 올라가고 있네요.그렇다면 왜? 이렇게 수소에너지에 대한 관심이 높아지는 것일까요?​2016년 12월 파리 기후변화 협약 이후 지구온난화 대책 방안으로 탄소 배출을 줄이기 위해 전세계적으로 기존의 화석연료를 대체할 에너지원 개발 산업에 힘을 쓰고 있는데요.이러한 대체 에너지원 가운데 가장 주목 받고 있는 것이 수소입니다.수소는 연소시켜도 산소와 결합하여 다시 물로 환원되어서 배기가스로 인한 환경 오염이 없기 때문에 친환경 일뿐만 아니라 원료가 물이라 자원적으로 제약 받지 않는 특징을 가지고 있어요~출처: https://kidshyundai.tistory.com/ ​ 그렇기 때문에 수소는 우리의 곁에 친환경에너지는 에너지로써 각광받고 있는 것입니다. 그렇다면 문제! ​이러한 수소에너지를 중요한 에너지원으로 사용하고국가경제, 사회전반, 국민생활 등에 근본적 변화를 초래하여 국가의 경제성장과 친환경 에너지의 원천이 되는 경제 정책을 무엇이라고 하는지 아실까요? 네, 정답은 바로 수소 경제!!!!​ 특히 우리나라의 ‘수소경제’ 정책은 총 발전량의 60%를 화석연료로 충당하고 있는 국내 발전 부문에서 수송, 산업, 건물 부문 그리고 산업용 원료로써 기존 수요에 더해 새로운 산업 부문까지 광범위하게 사용될 것으로 전망되고있으며, 향후 탈 탄소 및 탈 원전 정책에 따라 수소에너지를 활용한 발전 시스템이 대안이 될 것으로 예상되어집니다. 국내의 경우 이미 수소 연료전지 발전 상용화에 성공했고, 여기에 더해 수소 터빈발전까지 도입된다면 2050년 국가 전체 발전량의 약 20%에 해당하는 전력을 추가적으로 생산할 수 있을 것으로 추정되네요. ​ 출처: MY FRIEND HYOSUNG​ 만약 그렇게 된다면, 막대한 열에너지를 소비하고 그에 상응하는 탄소를 배출하는 산업 부문과 현재 천연가스 및 전기에 의존하고 있는 건물의 에너지 사용, 특히 에너지 소비가 많고 이용률이 높은 트럭, 버스, 상업용 차량 등과 같은 수송 부문에서 친환경적이고 경제적인 에너지인 수소를 대체 에너지원으로 사용할 수 있을 것으로 예상됩니다.이러한 친환경적이고 경제적인 특징 때문에 해외 각 주요 선진국들은 수소산업발전에 크게 힘을 쏟고 있는데요. ​ 우리 정부가 2019년 1월 ‘수소 경제 로드 맵’을 발표했고, 거기에는 2030년 까지 재생에너지의 전력 생산량을 20%까지 확대하겠다는 내용이 담겨있었기 때문에 국내기업들은 이런 수소에너지의 트렌드를 따라가고 있습니다. 그 중 저희 케이워터크레프트는 수소산업발전에 변화에 크게 도모하고 있는데요, 물을 전기화학적으로 분해해 수소와 산소를 발생시키는 수전해 시스템으로 기반으로 수소연료전기 기술을 통해 수소와 산소를 결합해 전기를 만드는 것이죠. 수전해 시스템을 사용해 수소를 만들어 동력 얻는 것은 세계 최초의 시도이며 수소를 다시 합치는 과정에서 생산된 전기를 선박이나 발전기, 공기청정기 등에 이용하는 것은 케이워터크레프트가 국내 최초입니다. 케이워터크레프트 뿐만 아니라 국내 기업들 또한 수소 산업발전에 더욱 더 박차를 가하고 있는데요.그러나 재생에너지로 생산하는 전력 비용 증가문제, 수전해 기술을 이용한 수소 생산 단가 문제, 전력생산 과정에서 기후변화의 영향으로 발전 출력이 간헐적이고 불확실성이 커지는 문제점들이 나타나고 있습니다. 이러한 에너지 효율의 문제를 국내 기업들이 같이 힘을 모아 해결한다면 국내 수소산업발전에 크게 기여할 수 있으리라 생각이 됩니다. 이러한 재생에너지 발전 효율의 문제점은 국내뿐만 아닌 전세계적으로의 문제점인데요.우리나라와 근접한 중국의 경우를 살펴보면 2015년 한 해 태양광, 풍력발전 설비가 계통 되지 못하고 가동이 중지된 규모가 38.6TWh에 이르며, 풍력발전 경제손실 약 3조원에 이르고,신재생 에너지 비율이 높은 독일의 경우도 마찬가지로 재생에너지의 사용 비율이 높아질수록 유휴 전력이 급격히 증가하는 문제점이 발생되고 있는 것을 보여주고 있습니다. 국민의 안전을 최우선으로 하는 ‘청정 에너지 시대’가 기대가 되면서도 다른 나라보다 작은 영토의 우리나라는 실정상 적합한 규모의 발전 설비를 설치하는 것 또한 쉽지 않다는 문제가 대두 되고 있고요. ​따라서 앞서 말한 독일을 비롯한 유럽 및 일부 국가에서는 이러한 재생에너지의 문제점을 태양광과 풍력의 잉여 전력을 이용해 물을 전기분해하여 수소를 생산하거나, 수소를 이산화탄소와 반응시켜 메탄 등의 연료 형태 또는 전력 형태로 저장 및 이용 하는 P2G(Power to Gas) 기술이나 ESS(Energy Storage System) 기술들이 이용되고 있습니다. 과거로부터 현재를 배울 수 있고, 현재 모습이 반영되는 미래를 예측 할 수 있듯이 우리나라 역시 ‘수소경제’의 실현을 위해서는 에너지 전환의 흐름을 이해하고, 발 빠른 대처와 실패한 경험, 또 준비된 계획을 바탕으로 ‘수소경제’ 사회를 이끌어 나아가야 합니다. 이미 해외에서는 재생에너지 기술, 개발 산업 등 활발한 움직임을 보이고 있습니다.‘실패는 성공의 어머니’라는 말이 있듯이 우리나라의 수소 경제 활성화 로드맵에 “수소전기차 및 연료전지 세계시장 점유율 1위 달성” 의 목표가 적혀 있듯. 꿈의 목표달성을 통해 우리나라 또한 수소 산업의 기반을 구축하고, 핵심 기술 개발을 위한 인력양성 및 환경문제에 대응하면서 우리나라의 에너지 자립을 도모해야 합니다.​지금까지 수소 경제의 트렌드에 대해 알아 보았습니다.그럼 더욱더 알차고 재미있는 주제로 돌아오겠습니다.감사합니다!​참고문헌 :(뉴스기사)https://m.khan.co.kr/?tab=home (경향신문)https://h2news.kr/mobile/ (월간수소경제)http://www.energycenter.co.kr/ (에너지 설비관리)(논문 및 참고자료)http://www.dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeId=NODE105289 (P2G ESS 저장기술 비교 논문 URL)http://www.keei.re.kr/keei/download/seminar/190830/DI190830_d02.pdf (수소경제 로드 맵 PDF 자료)https://tech.hyundaimotorgroup.com/kr/ (현대모터그룹 홈페이지 자료 참조)

2022.02.17

#29 태양전지가 실생활에 쓰이는 사례

          안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는 (주)케이워터크레프트입니다. 지난 시간에는 태양전지의 미래전망에 관하여 알아보았는데요. 오늘은 태양전지가 실생활에 쓰이는 사례에 대하여 알아보겠습니다.       1. 태양전지가 실생활에 쓰이는 사례   (1) 태양전지 드론     현재 산업 전 분야에 걸쳐서 다양한 용도로 사용되고 있는 드론의 가장 큰 문제점 중 하나는 바로 배터리입니다.배터리 지속시간이 드론의 비행시간과 직접적으로 연관되기 때문입니다. 배터리 용량을 키우면 무게가 늘어나고 더 큰 배터리 용량이 필요하게 되는 과정을 반복하죠.   그래서 개발중인 기술이 태양전지 드론입니다. 드론에 태양전지를 설치하여 태양광 에너지로 배터리를 충전함과 동시에 비행할 수 있죠.   프랑스 ‘에어버스’ 사의 ‘제퍼 S’는 201 8년 21km 상공에서 약 26일을 비행하였는데요. 한국 항공우주연구원의 ‘EAV-3’도 미국과 유럽에 이어 세계 세 번째로 18km 상공에 태양전지 드론 시험비행에 성공하였습니다.   전 세계는 태양전지 드론의 시장 규모가 앞으로 계속해서 커질 것이라며 주목하고 있습니다.       (2) 건물 일체형 태양전지     태양광 발전은 건물 옥상이나 땅 위에 별도의 구조물을 세운 후 태양전지를 설치하거나 건물에 단순히 붙이는 방식이라 제한된 공간에만 설치할 수 있습니다.   이런 방식에 대한 대안으로 건물일체형 태양광이 큰 관심을 받고 있습니다.건물일체형 태양전지는 태양전지가 건축물의 재료로 사용된 형태입니다.   태양전지 패널을 건물의 외벽재, 지붕재, 창호재 등으로 활용하기 때문에 앞서 소개한 태양광과 달리 별도의 설치 공간이 필요하지 않습니다. 그 뿐만 아니라 자체적으로 전기를 생산하여 건축물의 에너지 효율을 높이기도 합니다.          (3) 태양전지 인공위성   뱅가드 1호 인공위성은 미국이 발사한 두 번째 인공위성으로 처음으로 태양전지를 사용했습니다.   이후 인공위성의 태양전지는 60년 이상 우주에서 널리 사용되고 있습니다.   우주엔 대기가 없기에 에너지가 손실될 일이 없고 지구 뒤편의 그늘에 들어가지 않는 한, 태양 전지판의 방향과 위치를 조절하는 것만으로도 하루종일 전기를 생산할 수 있습니다.   우주에는 산소가 없어 불이 붙지 않아 연료를 태워서 발전기를 돌리는 것은 어렵기 때문에 태양전지가 최적의 해답이 될 수 있습니다.     참고문헌. blog.kepco.co.krenergy.or.krko.wikipedia.orghttps://terms.naver.comwww.hankookilbo.com[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar cell, Solar battery] (물리학백과)[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar Photovoltaic Cell] (손에 잡히는 IT 시사용어, 2008.02.01.)   오늘은 태양전지가 실생활에 쓰이는 예시에 대해 알아보았습니다.        #수소 #수소에너지 #수소란 #수소의정의 #수소의특징 #친환경에너지 #케이워터크레프트 #KWATERCRAFT #Hydrogen #수전해 #연료전지 #에너지자립형전력공급장치 #WATERSTATION #워터스테이션 

2020.12.14

#28 미래의 태양전지

        안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는(주)케이워터크레프트입니다. 지난 시간에는 태양전지 개발의 현재에 관하여 알아보았는데요. 오늘은 미래의 태양전지 개발의 전망에 대하여 알아보겠습니다.        세계 태양광 시장의 연평균 성장률은 2015년까지 약 18%로 전망하고 있습니다.   우리나라의 경우, 신재생에너지 총 매출의 약 70%를 점유할 만큼 신재생에너지 분야의 핵심으로 자리매김 하고 있습니다.   오늘은 차세대 태양전지로 주목되는 양자점 태양전지, 나노와이어 태양전지, 페로브스카이트 태양전지에 대해서 알아보겠습니다.     1. 양자점 태양전지   기존의 태양전지의 광전 변환 방법은 흡수되는 광자의 에너지에는 무관하고 오직 흡수된 광자의 수에 비례하여 전자-정공쌍을 생성하였습니다. 그리하여 높은 에너지를 가지는 광자의 남는 에너지가 열로 손실되므로 매우 비효율적이였습니다.   이를 보완하기 위해 최근에는 양자점과 나노기술을 이용하여 기존의 광전 변환 메커니즘의 비효율성을 개선한 신개념의 MEG 태양전지에 대한 연구개발이 활발히 추진되고 있습니다.   MEG는 높은 광에너지를 흡수하여 여기된 전자와 정공이 낮은 에너지 상태로 천이하면서 1개의 전자-정공쌍을 만드는데, 이때 낮은 에너지 상태로 천이되면서 발생된 에너지를 가전자대의 전자가 흡수하여 다시 전자-정공쌍을 만들어 2개 혹은 여러 개의 전자-정공쌍을 생성하는 원리입니다.    양자점 태양전지 메커니즘출처 : 실리콘 태양전지의 기술현황 및 전망, 박철민 외 (2013)     MEG 광전 변환 메커니즘을 이용한 태양전지는 기존 태양전지에 비해 빛 에너지를 보다 효율적으로 전기에너지로 전환할 수 있기 때문에 획기적인 효율의 향상을 기대할 수 있습니다.     2. 나노와이어 태양전지   표면적이 커서 광흡수율이 높고 효율적인 전하 분리 측면에서 장점을 가지는 실리콘 나노와이어를 이용한 태양전지가 유망한 구조로 부각되고 있습니다.   실리콘 나노와이어에 입사된 빛은 와이어 내부에서 여러차례 발생하는 반사로 인해, 빛이 이동하는 거리가 와이어 길이보다 길어져서 높은 광흡수를 가능하게 합니다.   이와 같이 빛의 이동경로를 높여주는 것이 나노 와이어의 주된 강점입니다.   최근에는 고효율의 태양전지를 위해 나노와이어 태양전지를 기반으로 적층형 구조에 대한 연구가 활발히 추진되고 있습니다.    실리콘 나노 와이어 태양전지 구조출처 : 실리콘 태양전지의 기술현황 및 전망, 박철민 외 (2013)       3. 페로브스카이트 태양전지   신재생에너지 시대로의 전환을 위해 보다 저렴하고, 보다 효율적인 태양전지 기술이 필요해졌습니다. 그런 필요에 의해 최근, 페로브스카이트 태양전지가 주목받고 있습니다.   이는 딱딱한 실리콘 대신, 유연하고 얇은 페로브스카이트 구조를 활용한 태양전지인데,페로브스카이트 태양전지는 원가가 저렴하고, 고가의 장비들이 필요하지 않아 제조비용이 실리콘 태양전지의 절반 수준이라고 예상하고 있습니다.   전 세계 연구자들이 노력하고 있는 만큼 보다 저렴하고, 보다 효율적인 태양전지를 활용한 태양광 발전 시대가 오는 날이 곧 찾아올 것으로 보입니다.   페로브스카이트 개략도출처 : 신소재경제    참고문헌. blog.kepco.co.krenergy.or.krwww.hankookilbo.comhttp://www.amenews.kr/m/view.php?idx=36108[납없는 페로브스카이트 신소재 제시][실리콘 태양전지의 기술현황 및 전망] 박철민 외 6명, 한국태양광발전학회 (2013) [네이버 지식백과] 태양전지 [Solar cell, Solar battery] (물리학백과)[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar Photovoltaic Cell] (손에 잡히는 IT 시사용어, 2008.02.01.)      오늘은 태양전지 개발의 미래전망에 대해 알아보았습니다. 다음시 시간에는 태양전지가 실생활에 쓰이는 예시에 대해 소개해드리겠습니다.         #수소 #수소에너지 #수소란 #수소의정의 #수소의특징 #친환경에너지 #케이워터크레프트 #KWATERCRAFT #Hydrogen #수전해 #연료전지 #에너지자립형전력공급장치 #WATERSTATION #워터스테이션 

2020.11.30

#27 태양전지 개발의 현재

#27 태양전지 개발의 현재           안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는 (주)케이워터크레프트입니다. 지난 시간에는 과거의 태양전지 개발에 관하여 알아보았는데요. 오늘은 현재의 태양전지 개발의 현황에 대하여 알아보겠습니다.  1. 태양전지의 장점과 단점   태양전지의 장점은 에너지원이 태양이라서 청정이며 무제한입니다. 그리고 태양이 보이는 곳이라면 어느곳에서라도 발전소 설치가 가능하기 때문에 필요한 장소에서 필요량 발전이 가능합니다.또한, 유지보수가 용이하며 무인화가 가능하다는 장점 등이 있습니다.  태양전지 판넬출처 : www.pinterest.co.kr  그러나, 태양전지의 생산량은 일사량에 의존하기 때문에 지역별로 차이가 발생합니다. 그리고 에너지밀도가 낮아 큰 설치면적이 필요하다는 단점이 있습니다.    캘리포니아에 취치한 대규모 태양발전소출처 : energy.or.kr    또한, 설치장소가 한정적이고, 시스템 비용이 비싼 편입니다.초기 투자비와 발전단가 역시 비싸다는 단점이 있습니다.   2. 태양전지의 현재 개발 현황   현재 태양전지는 효율이 약 15% 이상, 수명은 20년 이상으로, 실제로 태양광 모듈에 대한 문제는 거의 없는 편입니다.   그리고 효율이나 수명 보장을 10년, 20년 단위로 진행하면서, 기술개발에 안정화가 온 상태입니다.   선진국에서는 대규모 정부 지원에 따른 시장의 확대와 함께 기술개발이 한층 더 강화되어 최근 수년간 연평균 16.6%의 성장률로 지속적인 성장을 해왔습니다.   그 결과, 2015년 세계 태양광 발전 신규 설치량은 50 GW, 총 누적 설치량은 230 GW에 이르렀습니다. 앞으로도 성장 가능성이 유망한 분야라 할 수 있습니다.   건국대학교 - 프라운호퍼 차세대 태양전지 연구소출처 : www.pinterest.co.kr  참고문헌.  energy.or.krko.wikipedia.orghttp://gei.re.kr/https://terms.naver.com[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar cell, Solar battery] (물리학백과)[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar Photovoltaic Cell] (손에 잡히는 IT 시사용어, 2008.02.01.)     오늘은 태양전지 개발의 현재에 대해 알아보았습니다. 다음 시간에는 태양전지 개발의 미래에 대해 소개해드리겠습니다.         #수소 #수소에너지 #수소란 #수소의정의 #수소의특징 #친환경에너지 #케이워터크레프트 #KWATERCRAFT #Hydrogen #수전해 #연료전지 #에너지자립형전력공급장치 #WATERSTATION #워터스테이션      

2020.11.16

#26 태양전지 개발의 과거

#26 태양전지 개발의 과거    안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전시스템을 개발하는 (주)케이워터크레프트입니다. 지난 시간에는 태양전지의 종류와 특성에 관하여 알아보았는데요. 오늘은 태양전지 개발의 과거에 대하여 알아보겠습니다.         1. 19세기 태양전지   1839년 E.Becquerel 이 빛에너지를 이용해 전자가 생겨 전류를 만들 수 있는 광전효과(Photovoltaic effect)를 최초로 발견합니다. 이것이 태양전지의 출발점이라고 볼 수 있습니다.      1870년 H.Hertz의 광전효과연구 이후, 효율 1~2%의 Se cell이 개발되어 사진기의 노출계에 사용합니다.   2. 20세기 태양전지   1940년대 초고순도 단결정실리콘을 제조할 수 있는 Czochralski process가 개발됩니다.1954년 Bell.Lab.에서 효율 4%의 실리콘 태양전지를 개발합니다. 1958년 미국의 Vanguard 위성에 최초로 태양전지를 탑재한 이후 모든 위성에 태양전지를 사용하게 됩니다.      파란색 유리창처럼 보이는 것들 하나하나가 모두 태양전지입니다.   1970년대 Oil shock 이후 태양전지의 연구개발 및 상업화에 수십억 달러가 투자되면서 태양전지의 상업화가 급진전됩니다.       참고문헌. ko.wikipedia.orghttp://gei.re.kr/https://terms.naver.com[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar cell, Solar battery] (물리학백과)[네이버 지식백과] 태양전지 [Solar Photovoltaic Cell] (손에 잡히는 IT 시사용어, 2008.02.01.)     오늘은 태양전지 개발의 과거에 대해 알아보았습니다.     다음 시간에는 태양전지 개발의 현재에 대해 소개해드리겠습니다.     #수소 #수소에너지 #수소란 #수소의정의 #수소의특징 #친환경에너지 #케이워터크레프트 #KWATERCRAFT #Hydrogen #수전해 #연료전지 #에너지자립형전력공급장치 #WATERSTATION #워터스테이션 

2020.11.02
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