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자동차/로봇 세계 최고 수준의 고효율 태양전지 셀로 EV용 태양전지 패널을 제작

  • 관리자 (irsglobal1)
  • 2020-10-28 16:55:00
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출처 : http://motor-fan.jp/tech/10015413

 

2020년 7월, 일본 NEDO와 샤프는 NEDO 사업에서 개발한 세계 최고 수준의 고효율 태양전지 모듈(변환 효율 31.17%)과 동등한 셀을 활용하여 전기자동차용 태양전지 패널을 제작했다.

 

 

해당 패널은 1kW가 넘는 정격발전 전력을 달성하여, 주행 거리 및 주행시각 등의 이용 패턴에 따라 외부 전원을 통한 연간 충전 횟수를 없앨 수 있다고 시산하고 있다.

 

<그림1> 여러 개의 태양전지 셀로 구성된 태양전지 패널(후드)

 

신에너지ㆍ산업기술종합개발기구(NEDO)는 2016년 4월에 산학계 유식자로 이루어진 ’태양광 발전 시스템 탑재 자동차 검토 위원회(※1)를 설치하고, 운수 분야의 에너지ㆍ환경 문제를 해결하기 위해 태양광 발전 시스템 탑재 자동차를 조사 및 검토했다. 샤프와 닛산 자동차 등이 참가하는 해당 위원회에서는 2018년 1월에 공표한 중간 보고서에서 ‘변환 효율이 30% 이상인 태양전지 패널을 사용하면 자동차와 같은 한정된 설치 면적에서도 1kW의 발전 전력을 실현할 수 있다’, ‘사용자의 이용 패턴에 따라서는 연간 충전 횟수를 없앨 수 있다’고 시산(※2)하고 있다.

 

또한 NEDO는 2014년 9월에 책정한 ‘태양광 발전 개발 전략’에서 발전 비용 절감 목표를 달성하기 위해 혁신적이며 고성능인 태양전지의 개발을 추진하는 사업(※3)을 진행, 그 일환으로서 샤프는 Ⅲ-V 화합물 3접합형 태양전지(※4) 기술을 통해 세계 최고 수준(※5)의 고효율 태양전지 모듈(※6)(변환 효율 31.17%(※7))을 개발했다.

 

샤프는 이번에 이동체에 대한 태양전지 탑재의 가능성을 검증하기 위해 닛산 자동차의 협력 하에 위 Ⅲ-V 화합물 고효율 태양전지 모듈(변환 효율 31.17%)과 동등한 셀을 활용하여 전기자동차(EV)용 태양전지 패널을 만들었다. 해당 셀은 약 0.03mm의 얇은 필름 형태이며, 차체의 곡면에 따라 효율적으로 탑재할 수 있기 때문에 1kW가 넘는 약 1,159W(※8)의 정격발전 전력을 실현한다. 해당 패널은 공공도로 주행용 실증 자동차로서, 닛산 자동차의 EV ‘e-NV200’에 탑재되어 있다.

 

앞으로 NEDO는 해당 실증 EV의 실증 결과 외에도 2019년 7월부터 도요타 자동차가 실시한 샤프의 태양전지 패널을 탑재한 플러그인 하이브리드 실증차(실증 PHV ※9)를 통한 공공도로 주행 실증 데이터를 합하여, IEAPVPStask17(※10) 등의 국제적인 조사 활동에서 활용할 것이다. 또한 NEDO는 신규 사업으로서 차량 탑재용 Ⅲ-V 화합물 태양전지를 실용화하기 위해 더욱더 효율을 높이고 비용을 낮춰 태양전지의 신규 시장 진출과 에너지ㆍ환경 문제 해결을 꾀할 예정이다.

 

 

※1 태양광 발전 시스템 탑재 자동차 검토 위원회

태양광 발전 시스템의 ‘새로운 시장 창출’과 ‘에너지ㆍ환경 문제 해결에 대한 공헌’을 목적으로, 자동차 탑재용 태양광 발전 시스템을 조사하고 검토하기 위해 2016년 4월에 NEDO가 설립했다.

※2 시산 자동차에 대한 태양광 발전 시스템 탑재 시 [1]CO2 배출 감소 효과, [2]사용자의 이용성(충전횟수), [3]태양광 발전 시스템 탑재 자동차가 보급됐을 때의 사회 전체의 CO2 배출량 감소 효과를 검토하고, 그 결과를 중간 보고서로 만들어 2018년 1월에 공표했다.

※3 혁신적이며 고성능인 태양전지를 개발하는 사업

사업명 : 고성능ㆍ고신뢰성 태양광 발전의 발전 비용 절감 기술 개발/혁신적 신구조 태양 발전 연구 개발/초고효율ㆍ저비용 Ⅲ-V 화합물 태양전지 모듈 연구 개발

※4 Ⅲ-V 화합물 3접합형 태양전지

인듐-갈륨-인(InGaP), 비소화 갈륨(GaAs), 인듐-갈륨-비소(InGaAs) 등의 화합물을 접합하고 있다.

※5 세계 최고 수준 2020년 7월 6일 현재. 샤프의 조사에 따름.

※6 고효율 태양전지 모듈 : 위 ※3의 NEDO 사업에서 개발한다. 7엔/kWh을 실현하는 발전 사업 용도를 상정하고 있지만, 본 건에서는 높은 변환 효율에 착안하여 EV에서의 가능성을 검토한다.

※7 변환 효율 31.17% : 2016년 2월, 국립 연구개발 법인 산업기술종합연구소(세계 태양전지 공적 측정 기관 중 하나)에 의해 확인된 수치임(모듈 면적 : 968cm(2) (약 31cm × 약 31cm).

※8 약 1,150W 셀 출력 값(샤프 측정)과 이번에 제작한 패널 면적을 통해 산출한 패널 출력의 합.

※9 실증 PHV 도요타의 플러그인 하이브리드 차 ‘프리우스 PHV’에 샤프의 고효율 태양전지 셀을 모듈화하여 탑재한 승용차. 2019년 7월부터 아이치현 도요타시 및 도쿄도 등에서 공공도로 실증을 실시하였다.

※10 IEAPVPStask17 : 국제 연구 협력 프로그램 ‘IEAPVPS’의 연구 테마 중 하나. 태양광 발전 시스템을 탑재한 이동체의 에너지 절약 효과 및 요구되는 사양에 대해, 국제적으로 조사하는 일본 주도의 활동.

 
 
 
 

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