창문이 태양광 발전기로…건물이 재생에너지 발전소 된다[미래on]

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 공공 분야를 중심으로 운영되던 2025년부터 제로에너지 건축물 인증 제도가 1000㎡ 이상의 건물이나 30세대 이상 공동주택을 시작으로 민간에서도 의무화되는 등 건축물에서도 탄소 중립 대응이 본격화되고 있다.

제로에너지 건축물 인증 제도는 에너지 자립률에 따라 등급을 매기는 제도다. 에너지 자립률이 높으면 용적률, 건축물 높이 등 건축 기준 완화 혜택을 받을 수 있다.

건물의 에너지 효율을 높이려면 새 나가는 에너지를 줄이는 것도 방법이지만 궁극적으로는 에너지를 생산해야 한다.

외벽에 태양광 패널을 부착하는 방법도 있지만 창문에서 발전하는 '태양광 창문'도 시도되고 있다. 창문에서 빛을 모아 전력으로 변환하는 태양광 창문은 실내로 쏟아지는 과도한 태양열을 줄여 건물 온도 조절에도 기여할 수 있다.

이 기술은 필름형 페로브스카이트 태양전지, 양자점 삽입 등 다양한 방식으로 시도되고 있다.

페로브스카이트 태양전지는 이온으로 구성된 특유의 구조로 이뤄진 층이 빛을 흡수해 전류를 발생시키는 원리다. 페로브스카이트 태양전지는 대형 생산이 쉬운 롤 투를 공정으로 제작이 가능하고 반투명한 필름으로 만들 수 있다. 이렇게 만들어진 필름을 창문에 부착하고 회로를 연결하면 일반 창문을 발전기로 쓸 수 있다.

양자점 태양전지는 양자점이 빛을 흡수할 때 생성되는 전자를 활용하는 데 다양한 빛의 파장을 활용할 수 있고 가볍다는 장점이 있다. 이 방식은 창문 제조 시 양자점 입자를 창문 자체에 심는 방식이 활용된다.

이런 태양광 창문 기술은 자동차 선루프, 온실 등에도 활용될 수 있다.

태양광 창문에 활용되는 기술은 아직 연구 단계로 발전 효율을 높이고 상품성을 높여야 한다는 과제가 있다.

특히 상품성 측면에서 태양광 창문은 빛을 잘 통과시켜야 하는 창문 본연의 역할과 태양 빛을 흡수한다는 태양 전지의 특성 사이에서 균형을 맞춰야 한다는 문제가 있다. 태양전지 효율만을 생각해 빛 흡수를 앞세우면 창문이 아니라 태양광 패널로 창문을 막는 것이 더 효율적이기 때문이다.

나노미터 수준의 미세한 입자를 활용하는 양자점은 투명한 태양광 창문을 구현할 기술로도 주목받지만 아직 발전 효율을 개선해야 한다.

창문으로 들어오는 빛을 발전에 활용하는 시도는 태양광 블라인드 방식도 있다. 창문 자체가 발전기가 되는 것은 아니지만 블라인드에 태양광 소자를 심는 방식이다. 시간별로 달라지는 태양 위치에 따라 블라인드의 각도를 조절해 효율을 높일 수 있다는 강점이 있다.

seungjun241@news1.kr