한국에너지기술연구원 열변환시스템 연구실 강은철 박사팀이 전기와 열을 생산할 수 있는 다기능 방음벽 기술을 개발했다.
태양광 패널과 태양열 집열기, 흡음재 등을 활용해 차음과 흡음에 의한 방음 성능을 향상시킨PVT(Photovoltaic-Thermal) 기술로 방음벽에서 전기와 열이 나오는 시스템이다.
태양광 패널의 온도를 낮춰 발전량을 증가시키는 동시에 온열도 생산해 활용할 수 있다.
태양광 패널의 온도가 오르면 발전량이 떨어지는 것을 막기 위해 PVT 내부에 공기가 흐르게 해 패널 온도를 낮추면서 열을 회수할 수 있다.
외부 열 손실도 최소화하기 위해 흡음재를 단열재로 활용했다.
현장 시공 기법도 개발해 기존의 노후화된 방음벽을 다기능성 PVT 방음벽 시스템으로 쉽게 교체할 수 있다.
개발된 방음벽은 도로 방음시설의 음향성능 기준에서 차음성능 1000Hz에서 37.1dB(기준 30dB 이상), 흡음성능 0.83Hz(기준 0.7Hz 이상)으로 기준 대비 높은 성능을 보였다.
PVT 방음 모듈의 발전효율은 동일한 외기환경 설치조건에서 기존 태양광 패널 발전효율보다 6% 이상 높았다.
일반 태양광 패널은 온도가 증가할수록 발전량이 감소하는데 PVT 방음 모듈은 공기유동으로 인해 기존 태양광 패널 온도보다 약 15도 이상 낮아 발전량이 향상됐다.
PVT 모듈에서는 단위면적(m2) 당 400Wt 이상의 온열이 생산 됐다.
온열은 대합실, 공중화장실, 휴게실, 흡연실 등 공공장소에 난방 및 환기, 온수 예열로 활용할 수 있다.
현재 시스템 설계 및 현장 설치가 쉬운 직렬 연계 방식의 시공 기법을 바탕으로 3kWe급의 다기능성 PVT 방음벽 시스템을 충남 계룡시에 실증 적용해 운영하고 있다.
국내 설치된 방음벽의 길이는 약 3천200㎞로 음지 등을 고려하더라도 향후 1천㎞ 이상에 이 기술을 적용할 수 있을 것으로 전망된다.
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