발걸음에서 얻어지는 충격 에너지를 전기 에너지로 변환해 태양광 패널의 먼지를 제거하는 원천 기술이 개발됐다.

한국기술교육대학교(총장 이성기)는 메카트로닉스공학부 박진형 교수 연구팀이 카이스트 기계공학과 경기욱 교수 연구팀과 공동으로 마찰전기 발전기(triboelectric nanogenerator)와 전기력 기반 먼지 제거 방식(elelctrodynamic dust shield)을 사용해 태양광 패널을 청소하는 원천 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

태양광 발전은 표면의 먼지로 효율이 점점 저하되는 문제가 있어 주기적인 세척이 필요하지만, 손이 닿지 않거나 도심에 분산된 태양광 패널을 일일이 청소하기는 어려운 실정이다. 연구팀이 개발한 먼지 제거 태양광 패널은 표면에 깍지 형태의 전극이 배치된 구조로, 교류 전압을 가했을 시 진동하는 강한 전기력으로 먼지를 털어낸다.

연구팀은 강한 전기장을 만들어야 하는 특성상 에너지의 손실 없이 진동하며 교류 고전압을 장시간(약 10초/회) 동안 발생시키는 마찰전기 발전기를 개발했다. 연구팀에 따르면 12번의 발걸음을 걷는 동안 태양광 패널의 표면 먼지의 약 79.2%를 제거해 태양광 패널의 출력이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

연구팀은 “사람들이 태양광 패널 주변을 걸어다니는 것만으로도 세척이 힘든 도심 속 태양광 패널을 청소하는 친환경적인 방법이 될 수 있다”고 설명했다.

이번 연구는 정부의 재원으로 한국연구재단과 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행됐으며, 지난 9월 22일 우수국제 학술지인 나노 에너지(Nano Energy) 온라인판에 ‘고효율 및 오래가는 충격에 의한 마찰전기 나노발전기, 그리고 태양광 패널의 자가 청소에의 적용(Highly efficient long-lasting triboelectric nano generator upon impact and its application to daily-life self-cleaning solar panel)’ 제목으로 게재됐다.