솔라 윈도우가 전통적인 창을 진화시키다

최근 NREL 그룹이 솔라 윈도우 효율 향상에 상당한 돌파구를 마련했다. 그들이 개발한 솔라 윈도우를 SwitchGlaze라고 부른다. 

그들은 열변색을, 온도 변화에 의해 색이 변화는 물질의 특성, 이용하여 투명 유리를 착색시키고 난 후 착색된 유리에서 태양광을 전기로 변환시켰다.  

그들은 페로브스카이트와 단일벽 탄소 나노튜브를 이용했으며, 변색은 소자에 흡수되는 CH2NH3 분자에 의해 구현된다. 태양광이 소자를 달구면, 분자는 쫓겨 나가고, 소자는 어두워진다. 태양이 빛나지 않으면, 소자는 다시 식고, 분자는 윈도우 소자에 흡수되고 윈도우는 투명해진다.

솔라 윈도는 뭔가 새롭고 흥미 진지한 것을 시장에 제공할 것 같았지만 수 십년간 별 주목을 받지 못했다. 초기 시도는 완전히 불투명한 상용 태양전지를 윈도우와 차양에 결합하는 것이었다. 그 다음은 박막 태양전지 기술 개발로 인해 반투명한 디자인 뒤따랐다. 마지막 기술은 완전히 투명하고 적외선을 흡수하는 디자인인다. 

NREL의 솔라 윈도우가 독특한 이유는 다음과 같다. 

1. 일반 유리처럼 보인다. 

SwitchGlaze 윈도우는 윈도우를 통과한 태양광의 일부를 흡수하고 전기로 변환시킨다. 윈도우는 태양전지로서 역할을 하고 현대 건축 디자인에 유연한 청정 에너지 솔루션을 제공한다. 

2. 온도 변화에 의해 스위칭된다.

SwitchGlaze 솔라 윈도우는 온도가 따뜻한 온도일때, 특히 태양이 빛나는 뜨거운 날일때, 착색되도록 디자인되어 있다. 착색 상태가 되면, SwitchGlaze 윈도우는 상용 지붕형 태양전지 패널이 하는 것 처럼 태양광을 흡수하고 전기로 변환시킨다. 

3. 온도변색이다. 

SwitchGlaze 윈도우는 온도 촉발 열변색 착색을 이용한다. 이것은 태양광의 부분적 흡수를 가능케하여 윈도우가 효율 좋은 태양전지가 되게 한다. 효율은 11.3%이고 상용 지붕형 태양전지의 효율은 대충 20%이다. 

4. 가격 경쟁력이 좋다.

SwitchGlaze 태양전지 층을 일반 윈도우에 부착하는 비용은 크지 않을 것으로 예상하고 솔라 에너지를 통한 자금 회수에 의해 상쇄될 것이다. 일반 지붕형 태양전지 패널의 경우  패널을 인캡슐하는 유리와 투명 금속으로 인해 비싸다.

5. 진화중인 기술이다. 

빌딩 디자인은 끊임없이 정적에서 동적으로 진화하고 있다. 동적인 기술은 빌딩 효율 향상과 현장 에너지를 제공하기 위해 태양광을 이용한다. 

참고: https://www.nrel.gov/news/press/2017/nrel-develops-switchable-solar-window.html