[기계신문] 한국에너지기술연구원 태양광연구단 한치환 박사 연구팀은 기존 스마트 윈도우 기술인 전기변색 소자에 태양광 흡수로 기전력을 생성할 수 있는 광흡수층을 일체형으로 삽입하여 전력이 필요 없으며, 기존 제품 대비 가격을 30~50% 이상 낮출 수 있는 스마트 윈도우 기술 개발에 성공했다.

▲ 스마트 윈도우 기술의 개념도

광감응 자동 색변환 스마트 윈도우 기술은 태양전지 기술과 전기변색 기술이 융합되어 기존 전기변색 기술의 단점인 별도의 전원공급 장치 필요와 높은 생산단가를 동시에 해결할 수 있다. 또한 햇빛의 강도를 조절하여 조명에 사용되는 에너지를 30~40% 이상 획기적으로 감소시킬 수 있다.

기존 전기변색 스마트 윈도우 제품은 가격이 비싸고 전기배선을 창문까지 연결하는 시공 등의 어려움으로 시장 활성화가 되지 못하고 있었다.

▲ 스마트 윈도우 기술의 구현 예

하지만 광감응 자동 색변환 스마트 윈도우 기술은 소자 내에 광흡수층을 포함하고 있어 별도의 전원공급 장치가 필요 없고, 생산 시 고가의 전도성 유리를 사용하지 않기 때문에 저가화가 가능하다. 이처럼 기존 기술과의 차별성으로 새로운 스마트 윈도우 시장을 형성할 수 있다.

햇빛이 강할수록 태양광 차단 능력이 향상되는 광감응 자동 색변환 스마트 윈도우는 여름철 가시광선 투과를 차단하여 냉방비용이 많은 대형빌딩 건물에 적용할 수 있다. 아울러 별도의 전원공급 장치가 필요 없어 기존 건축물에도 적용이 가능해 시장 확장성도 매우 우수하다.

▲ 광감응 자동 색변환 스마트 윈도우 기술 실험

연구팀은 유리뿐만 아니라 필름화 기술개발에도 성공하여 기존 유리창에 탈부착할 수 있는 형태의 제품화를 추진 중에 있다. 필름형 제품 개발에 성공하면 건물뿐 아니라 자동차 및 선박, 항공기 등 다양한 시장으로 확대가 가능하다.

한치환 박사는 “정부가 2020년부터 단계적으로 제로에너지 건축물을 의무화하는 로드맵을 내세운 가운데, 이번에 개발한 광감응 자동 색변환 스마트 윈도우 기술은 햇빛이 강할 때 열을 차단하는 효과를 가지고 있어 제로에너지 빌딩에 적용 시 건물의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다”며 “또한 태양전지 기술과 전기변색 기술을 하나로 융합한 기술로 미래 스마트 시티 구축에도 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

▲ 광감응 자동 색변환 스마트 윈도우 기술 실증 데이터

이번 기술 개발은 한국연구재단에서 지원하는 미래선도기술개발사업의 일환으로 진행됐으며, 지난 3월 2일(월) 한국에너지기술연구원 본원에서 ㈜네스포유와 ‘광감응 자동 색변환 기술에 관한 특허 및 노하우’의 기술이전 체결식을 진행했다.

한편, ㈜네스포유는 자체 보유한 ‘전기변색 기술’과 한국에너지기술연구원으로부터 기술이전 받은 ‘광감응 자동 색변환 기술’을 조합하여 광 변색 창문 및 필름을 개발한 후, 대형 상업용 건물 및 자동차용 부착형 필름 시장으로 사업화할 계획이다.

▲ 광감응 자동 색변환 스마트 윈도우 기술 적용처

기계신문, 기계산업 뉴스채널

관련기사