[동명대] ‘하이브리드형 에너지 저장장치’ 개발…상용화 추진

동명대 메카트로닉스공학부 김기주 교수팀은 태양전지를 전원공급장치에 연결해 태양전지로 생성한 전압으로 각종 전기장치를 작동하며, 잉여전기를 배터리팩(Battery Package)에 충전해 일조량이 적은 때(흐린 날씨, 겨울철 등)에도 계통연계 없이 전기장치를 무제한 작동 가능케 한 ‘다중 전력원 입력을 최적화 제어하는 통합제어기’ 개발에 성공했다고 26일 밝혔다.

앞으로는 한전 등의 전력없는 상태에서도 태양광발전 등 다중전력 이용 기술을 통해 도서·산간 지역에서도 무제한 전기 사용이 가능하다는 것이다.

동명대 지방대학특성화(CK-I)사업단(단장 박준협) 창의설계엔지니어양성사업단 센터장을 겸하고 있는 김기주 교수는 “기존의 에너지저장장치에 독립형 전력공급시스템을 추가하고 태양광발전에너지와 잉여에너지의 배터리 지속충전이 가능하도록 해 이 전기로 다양한 전기제품설비를 사용할 수 있는 ‘전력효율 향상을 위한 하이브리드형 태양광에너지저장장치’가 개발된데 이어 첫 상용화가 진행 중”이라고 말했다.

이 제어기는 기존 BMS(Battery Management System)모듈을 연동시켜 리튬-이온 배터리에 태양광으로부터 생산되는 잉여전기를 쉽게 저장하도록 설계했고, 태양광 발전 차단 후 배터리팩을 통한 전기장치 작동 3시간이상 가능 여하를 측정하는 성능시험(무충전 연속 동작시간 3시간이상 확보)과 충방전효율 측정결과 등 전 항목에서 양호한 합격 판정을 받아 도서·산간 지역에서도 친환경적으로 활용 가능한 측면의 기여도도 높다고 연구진은 밝혔다.

도서·산간 지역에서도 저장된 잉여에너지를 이용하여 무충전시에도 3시간이상 전기제품 사용이 가능하며, 궂은 날씨 등 영향으로 배터리 저장에너지가 모두 소진할 경우 이 제어기와 연동되는 보조발전기를 가동하여 무제한 전기 공급이 가능한 것이 특징이다.
 
중소기업청 산학협력기술개발사업(도약사업: 협약No C0395108) 지원으로 김기주 교수팀과 ㈜양지산업(대표 정갑수)이 공동개발한 이번 하이브리드형 태양광에너지저장장치는 한국화학융합시험연구원이 외부 공인인증시험을 실시해 그 성능을 검증했다.
 
김기주 교수는 “이 장치는 상용 전력 뿐만 아니라 태양광 발전으로 공급되는 전력 및 비상용 보조발전기 등 여러 전력원의 연계 사용이 가능해 전력효율을 개선한다”며 “개별동작으로 인버터 내구성을 높이는 한편 배터리를 적게 설비할 수 있어 비용이 절감된다”고 밝혔다.