[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 모름지기 신재생에너지 발전의 대중화 시대에 접어들어 산업용 건물은 물론 일반 개인 가옥과 사무장 건물에서도 플러그인 태양광 및 태양열 집열 모듈 설치율이 증가하는 추세다.

독일의 유럽 최대 응용 연구개발 연구소인 프라운호퍼 인스티튜트(Fraunhofer Institute) 산하 태양에너지 관련 연구기관인 솔라 에너지 시스템 ISE(Solar Energy Systems ISE)의 한 연구진이 태양광 집전 패널의 발전 성능에 지장을 주지 않으면서도 집전 패널 표면에 부착할 수 있는 투명한 유색 피막(colored films)을 개발하는데 성공했다고 발표했다.

이번 프라운호퍼 ISE가 공개한 채색 투명 필름은 대다수 독일의 가정 및 사무장 건물의 지붕에 태양광 집전 패널이 설치돼있음을 반영해 벽돌색 바탕에 검은색 선으로 지붕 기와장이 나란히 배열 형상을 모사한 옥상 지붕 패턴의 ‚셰이드컷‘ 필름을 공개했다.

‚셰이드컷(ShadeCut)‘ 피막은 태양광 집전 패널 모듈(PV module)의 크기에 맞게 잘라 붙일 수 있는 컷아웃(cutout) 필름이다. 자칫 아름다운 개인 주택 및 공공건물의 외벽이나 옥상이 태양광 패널로 덮혀 건축물 본유의 디자인 의도를 침해하는 것을 보완해 줄 건축 외부 미장용 자재가 될 수 있을 것으로 기대된다.

이 셰이드컷 필름은 앞서 프라운호퍼 ISE 연구소가 개발한 바 있는 모르포컬러 코팅(MorphoColor® technology) 기술을 응용한 결실이다. 태양광 패널 표면에 부착했을 때 패널 모듈의 전력 발전 효율성에 거의 지장을 끼치지 않으면서 기존 모듈에 다채로운 디자인을 더해 준다는 점에서 혁신적이다.

벽돌 또는 기와 지붕을 본딴 패턴은 색상과 형태 면에서 원 건축물 외양에 자연스럽게 어울리도록 위장하거나 (표지 또는 광고 용도의) 레터링 또는 패턴을 추가하는 등의 커스터마이제이션(customization)도 가능하다.

셰이드컷의 피막 인쇄에 활용된 모르포컬러 기술(MorphoColor® technology)은 본래 모르포라는 중남미에서 서식하는 푸르고 빛나는 푸른색 날개의 대형 나비로부터 영감받아 개발된 생체모방 기술이다. 

모르포 나비가 발하는 특유의 푸른색은 날개 자체에 푸른색 염료가 내재돼있기 때문이 아니라 날개 표면의 독특한 3차원적 광구조 때문이다. 모르포 나비 날개는 날개 표면의 독특한 빛 반사 구조에 의한 매우 낮은 빛 간섭 효과로 시야각에 상관없이 매우 강렬한 색감을 발현시켜 독특한 발광성 청색을 표현한다.

연구진은 이 광학 원리를 태양광 모듈의 유리 표면 뒤에 진공 공법을 이용해 구조적으로 추가하는 방법을 성공적으로 응용했다. 모듈의 초미세 구조에 따라 모듈의 유리 표면은 주문자의 취향과 희망에 따른 여러 색상으로 맞춤 변경될 수 있다. 

성능 실험 결과, 모르포컬러 피막이 코팅된 채색 태양광 모듈의 전력 발전 효율성은 비코팅 상태의 모듈 성능의 95%로 측정돼 색막 코팅으로 인한 에너지 손실은 미미한 수준인 것으로 나타났다.

셰이드컷 기술을 개발한 마르코 에른스트(Marco Ernst) 연구원에 따르면, 셰이드컷 기술은 태양광 모듈과 건물 외벽의 구조를 고려해 필름에 희망하는 색상과 패턴을 적용・통합해 넣을 수 있으며, 기존 설치된 모듈 및 시중에서 판매되는 모든 표준형 태양광 집전 모듈(photovoltaic modules)과 태양열 집열판(solar thermal modules)에 모두 응용이 가능하다는 점에서 즉각 응용 및 상용화가 가능하다. 

셰이드컷은 오는 6월 22~25일 독일 뮌헨에서 열릴 유럽 최대 규모의 전기 에너지 업계 행사인 ‚더 스마터 E 유럽(The Smater E Europe)‘에서 공식 전시 공개를 앞두고 있다.