‘전기+열에너지’까지 만드는 방음벽 개발
‘전기+열에너지’까지 만드는 방음벽 개발
  • 채덕종 기자
  • 승인 2022.01.18 09:00
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

에기硏, 태양광·태양열 융합한 PVT기술…방음기능도 뛰어나
다기능 PVT모듈로 단순 교통소음 저감용 방음벽 대체 가능

[이투뉴스] 도로에서 발생하는 소음을 차단하기 위한 단순한 방음벽이 아닌 전기와 열까지 생산하는 ‘다기능 방음벽’ 기술이 개발됐다. 한국에너지기술연구원 열변환시스템연구실 강은철 박사팀은 새로 설치될 도로·철로의 방음벽과 기존에 설치된 노후 방음벽에 대체 적용이 가능한 PVT 방음모듈 기술을 개발했다.

PVT(Photovoltaic-Thermal)는 태양광 패널과 태양열 집열기를 융합해 전기와 온열을 동시에 생산할 수 있다. 특히 PVT 내부에 공기유동을 발생시켜 PV패널의 온도를 낮춰줌으로써 발전량을 증가시키는 동시에 열에너지까지 생산·활용하는 기술이다.

▲에너지기술연구원이 개발한 다기능 PVT 방음벽시스템이 설치된 모습.
▲에너지기술연구원이 개발한 다기능 PVT 방음벽시스템이 설치된 모습.

에기연이 개발한 다기능성 방음벽은 융복합화를 통해 자동차나 철도로 인한 교통소음을 효과적으로 차단하는 것은 물론 설치공간이 부족한 태양광발전까지 확대할 수 있는 일석이조의 효과를 낼 수 있을 것으로 기대되고 있다. 더욱이 도로방음벽 설치가 갈수록 늘고 있다는 점에서 효용가치가 충분하다는 분석이다.

강은철 박사 연구진은 여기에 주목해 PVT 기술과 방음벽을 결합한 형태의 다기능 기술을 개발했다. 이 기술은 태양광 패널과 태양열 집열기, 흡음재 등을 활용해 차음과 흡음에 의한 방음성능 향상과 태양광 패널의 온도를 낮춰 발전량을 증가시키는 동시에 온열을 생산·활용할 수 있다. 즉 하나의 PVT에서 방음(차음+흡음) 기능과 전력·열에너지 생산기능을 동시에 구현한다.

다기능 PVT 방음모듈은 단순한 요소기술의 조합이 아닌 여러 요소기술들이 융합됐다. 태양광 패널의 온도상승에 따른 발전량 저하를 막기 위해 PVT 내부에 공기유동을 발생시켜 패널 온도를 낮춤과 동시에 열을 회수하도록 설계했다. 또 PVT의 외부 열손실을 최소화하기 위해 흡음재를 단열재로 활용해 흡음과 단열 역할을 한다.

PVT 방음벽의 완성도를 높이기 위해 방음벽 구조체의 형상과 온열을 효율적으로 생산할 수 있는 최적의 전열구조도 적용했다. 더불어 시스템이 안정적으로 운전될 수 있도록 자동화된 운전제어기술까지 개발했다.

즉 태양광 패널은 전력생산과 차음기능, 흡음재는 단열과 흡음기능, 태양열 집열기 전열구조는 열 회수와 구조 강도를 잡아주는 역할을 한다. 이러한 요소기술들을 하나의 컴팩트형 모듈로 탄생시킨 것이 다기능성 PVT 방음 모듈이다.

여기에 기존의 노후화된 방음벽을 다기능 PVT 방음시스템으로 용이하게 교체할 수 있도록 현장 시공기법 역시 개발했다. 연구진은 설계 및 현장 설치가 용이한 직렬연계 방식의 시공기법을 바탕으로, 현재 충청남도 계룡시에 3kWe급의 다기능성 PVT 방음벽시스템을 실증 적용해 2021년 12월부터 운영하고 있다.

연구진이 개발한 다기능 방음벽은 방음시설의 음향성능 기준에서 차음성능은 1000Hz에서 37.1dB(기준 30dB 이상), 흡음성능은 0.83(기준 0.7 이상)으로 기준 대비 높은 성능을 나타냈다. PVT 방음모듈의 발전효율은 동일한 외기환경 설치조건에서 기존 태양광발전보다 6% 이상 높았다.

일반 태양광 패널은 온도가 증가할수록 발전량이 감소하는데 PVT 방음모듈은 공기유동으로 인해 기존 태양광 온도보다 15℃ 이상 낮아 발전량이 향상되는 것을 확인했다. 또 생산되는 온열은 단위면적(m2) 당 400Wt 이상 확보할 수 있었다. 생산된 열은 대합실, 공중화장실, 휴게실, 흡연실 등 공공장소에 난방 및 환기, 온수 예열로 활용이 가능하다.

연구책임자인 강은철 에기연 박사는 “국내 방음벽의 총 설치길이는 3200km에 달하며 신도시 증가 및 소음민원 등으로 향후 수요는 더 증가할 것”이라며 “음영을 고려하더라도 다기능성 PVT 방음벽시스템을 1000km이상 적용 가능할 것으로 보인다”고 말했다.

채덕종 기자 yesman@e2news.com 
 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 서울시 구로구 디지털로27길 36 809-2호(구로동, 이스페이스)
  • 대표전화 : 02-877-4114
  • 팩스 : 02-2038-3749
  • 청소년보호책임자 : 이재욱
  • 편집국장 : 채덕종
  • 편집인 : 이재욱
  • 제호 : ::: 글로벌 녹색성장 미디어 - 이투뉴스
  • 법인명 : (주)에너지환경일보
  • 등록번호 : 서울 다 07637 / 서울 아 00215
  • 등록일 : 2006-06-14
  • 발행일 : 2006-06-14
  • 발행인 : 이재욱
  • ::: 글로벌 녹색성장 미디어 - 이투뉴스 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2022 ::: 글로벌 녹색성장 미디어 - 이투뉴스. All rights reserved. mail to webmaster@e2news.com
ND소프트