두근두근 Tomorrow

대형 할인마트는 일반 서민들에게는 이제 흔한 쇼핑공간이 됐습니다. 저도 한달에 2~3번 정도 꼭 장을 보러 가죠.

그때마다 항상 사는 생활 필수품은 AA와 AAA 건전지입니다. 게임기, 완구 등 한달동안 이들 건전지 사용량을 정확해 체크해보지 못했지만 엄청나리라고 생각합니다.

그러다보니 여기저기 다 쓴 건전지가 굴러다니는 것을 보는 것도 이제는 흔한 일입니다. 한번은 올해 4살된 둘째 아들이 건전지를 입에 물고 있는 것을 보고 감짝 놀랐습니다.

다 쓴 건전지 제대로 관리 못한다고 작은 다툼도 있었죠^^.
알다시피 건전지에 들어가는 각종 물질이 몸에는 해롭기 때문에 아이가 입에 물고 있는 것을 좋아할 부모는 이세상에 단 한명도 없을 것입니다.

폐 건전지 수거함을 따로 관리하는 것은 분리수거에서도 위험 물질이라는 것을 간접적으로 보여주는 예라 할 수 있습니다. 별도로 모은 폐 건전지를 처리하기 위해서는 적지않은 자금이 들어가고 또 이로 인해 발생하는 오염도 크다는 것으로 알려졌습니다.

그러다보니 어서 빨리 친환경 건전지들이 나왔으면 좋겠다는 생각이 들더군요.

작게는 건전지지만 이것도 하나의 에너지인 만큼 산업 전반에 사용하면 연간 어마어마한 자금을 절약할 수도 있고 또 주변도 청정환경으로 바꿀 수 있을 테니까요.

지금 그래도 실생활에 가장 근접하고 있는 것은 아마 태양전지일 것입니다. 가끔 인터넷이나 언론에서 태양전지에 대해 나오는 것을 보면 말입니다.


최근 친환경 산업, 즉 녹색 산업이 주목 받으면서 다양한 업종에서 사업들이 진행되고 있습니다.

친환경으로 가장 먼저 떠오르는 것은 전기자동차, 풍력, 태양광 산업일 것입니다.
이들 세 가지 대표적인 친환경 산업은 정부가 주축이 되서 추진하는 부분에서도 공통점을 갖고 있습니다.

전기차는 말 그대로 배터리를 이용해서 움직이는 차량을 의미하는 것으로 이달 14일부터 도심에 등장할 것으로 보입니다. 하지만 태양광이나 풍력은 조금 다릅니다.

두 분야 모두 에너지 관련 산업이기 때문이죠.
하지만 태양광은 거시적으로는 국가 기간 산업이지만 세분화 될 경우 실생활에서도 쉽게 접할 수 있는 산업이기도 합니다.

대표적인 제품이 태양전지일 것입니다.
과거 전자시계에 작은 크기의 태양열을 흡수하는 판이 있었던 것을 기억하면 이해가 쉬우리라고 봅니다. 엄밀히 말하면 다르지만 ...

좀더 자세히 설명하자면 태양전지는 태양빛의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것을 말하는데 P형 반도체와 N형 반도체라고 하는 2종류 반도체를 사용합니다.

P형반도체는 순수한 반도체물질에 불순물을 첨가해 정공(hole)을 증가하게 만든 것으로 전자수를 늘리는 N형 반도체와 다릅니다.

N형 반도체는 전기 전도현상을 지배하는 주된 운반체가 정공(hole: 양공)이 아니라 전자(electron)인 반도체입니다.

그럼 이런 N형과 P형 반도체로 만드는 태양전지는 어떻게 만들어질까요? 쉽게 말해 광전 효과를 이용하는 것입니다.

광자가 태양전지 금속판에 에너지를 가하면 전자가 금속판에서 튀어나오게 되고 그 전자를 전기에너지로 저장하게 되면 태양전지가 됩니다.

문제는 태양광을 전지로 전환하는데 있어 아직까지 상당부분 손실이 발생한다는 것입니다.
현재 태양전지 생산 업체들이 내놓는 에너지 효율은 일반적으로 17%에서 19% 정도가 대부분입니다.

이 정도 효율은 과거에 비해 많이 높아진 것은 사실이지만 아직까지는 다양한 방면에 사용하기에는 부족함이 없잖아 있습니다.

일부 업체에서는 태양전지를 만들 때 갈륨비소를 사용할 경우 이론적으로 효율이 30%까지 올라간다고 하니 만일 이론이 현실화 되서 상용화 된다면 그 용도는 활용은 더욱 넓어질 것입니다.

태양전지가 이제 겨우 걸음마 단계인데도 불구하고 끊임없이 거론되고 관심을 받는 것은 앞서 언급한것처럼 친환경이라는 요소가 100%이기 때문입니다. 특히 반도체 폐 웨이퍼를 사용할 수 있어 재활용도로도 안성맞춤이죠.

폐 웨이퍼의 경우 처리할때 막대한 비용이 들고 환경 문제도 있지만 이를 재활용해서 태양전지로 만들 수 있는 것은 일거양득 그 이상일 것입니다.

여기에 한번 만들어 놓으면 반영구적으로 사용이 가능하죠. 태양집열판이 깨진다던가 그런 것을 제외하고는 상당 시간 사용할 수 있습니다. 전기차 배터리는 어느정도 충전하면 수명이 다하지만 말이죠.

이같은 장점 때문에 국내 대기업에서도 태양전지 개발에 열을 올리고 있는 것입니다.
삼성전자의 경우 지난해(2009년) 9월 연구개발을 본격화한다고 선언한 바 있습니다.

그리고 기흥 사업장에서 PV라인 가동식을 갖고 태양전지 사업 준비에 들어갔습니다.
PV라인은 30MW(메가와트)급 규모로 지난해 7월부터 설비반입을 시작해 약 40여일의 짧은 준비 기간을 거쳐 9월초부터 가동을 시작했습니다.

삼성전자는 그 동안의 연구개발을 통해 결정형 태양전지의 광변환 효율을 업계 최고 수준까지 달성한 것으로 알려졌습니다. 또 더욱 높은 효율을 얻기 위해 노력중이죠.

결정계 태양전지의 경우 박막계 대비 광변환효율이 높고 신뢰성이 좋다는 장점을 가지고 있습니다.
 
태양전지의 광변환 효율은 외부 태양광을 얼마만큼 전기에너지로 전환하느냐를 나타내는 것으로 태양전지 모듈의 생산원가를 낮추는 핵심 요인이기도 합니다.

이처럼 국내 대기업들이 태양전지 양산을 위해 한걸음 한걸음 나가면서 태양 충전 전지를 활용한 소비재들도 속속 나오고 있습니다.
바로 지난 2월 11일 국내 출시한 삼성전자 태양광 휴대폰 `블루어스'입니다.

이 제품은 태양광 충전이 가능한 국내 최초 친환경 휴대폰으로 이름에서 알수 있듯 우주에서 바라본 지구 모습처럼 청정하고 깨끗한 지구 모습을 디자인에 담아냈습니다.

제품 뒷면에는 태양광 집열판을 탑재해 햇빛을 직접 쏘여 충전할 수 있습니다.
삼성전자에 따르면 맑은 날 태양광(8만~10만 룩스)에 60분 충전하면 약 5~10분간 통화할 수 있습니다. 아직 사용 시간이 짧긴 하지만 갑작스러운 배터리 방전시 긴급통화로 사용할 수 있습니다.

이 제품은 또 재활용 플라스틱 소재를 사용한 것도 특징 중 하나입니다.

최근 1박 2일에서 이 휴대폰이 등장했습니다. 이수근이 배 위에서 은지원과 함께 사진을 촬영하는데 블루어스로 생각됩니다.
왜냐하면 휴대폰 뒷면에 태양광 집열판이 분명 있었으니까요?

삼성전자는 앞선 지난해 6월 2일에는 해외에서 태양광 충전 휴대폰을 상용화했습니다.
일조량이 풍부한 반면 충전이 용이하지 않은 중동지역 특성을 적극 활용한 제품이라 할 수 있습니다.

휴대폰 이름은 `크레스트 구르'로 글로벌 명칭은 크레스트 솔라입니다.

`크레스트 구르'는 휴대폰 뒷면에 역시 블루어스처럼 태양광 패널이 장착돼 햇빛으로 충전이 가능하고 1시간 충전으로 5~10분 사용이 가능합니다.

이 밖에 경쟁사도 태양충전 휴대폰 시제품을 내놓고 개발 중입니다.
아직 충전 대비 사용시간이 부족하긴 하지만 컴퓨터가 286, 386, 486, 펜티엄, 펜티엄2 등 급속도로 발전했듯이 태양전지 분야도 급물살을 한번 타면 효율성은 크게 개선될 것으로 기대합니다.

또 하나 주목할 만한 것은 다소 시간이 걸릴 수 있지만 태양전지 자동차입니다.
전기차 배터리를 태양전지로 대체하면 되고 전기차가 별도로 배터리 충전시스템이 필요한 반면 태양전지차는 이같은 인프라를 따로 만들 필요가 없습니다.

태양광만 있으면 되니까요.
그리고 현재 상용화가 가능한 것도 있습니다. 일명 태양전지 아파트입니다.
업계 관계자는 아파트 단지 전체를 태양전지를 이용하기는 출력 등 어려움이 따르지만 정전 등에 따른 긴급 상황에서 비상 전력으로 사용하기에는 충분하다고 합니다.

다만 태양 집열판을 즐비하게 설치해야 하기 때문에 아파트 외관이 다소 문제가 될 수 있다는 군요.
그래서인지 색상을 입힌 태양집열판 등장한다고 하네요.

어쨌든 태양전지는 아직 시작 단계이지만 친환경, 경제성, 활용성, 연속성, 반영구성 등 장점을 앞세워 벌써부터 생활속에 자리잡기 시작하고 있는 듯 합니다.