글로벌 안전 과학 회사인 UL(Underwriters Laboratories)이 미국 정부 지원을 통해 태양광(PV) 모듈의 안전을 강화하기 위한 연구를 수행한다.

UL은 태양광 모듈의 안전 강화 연구를 위해 미국 에너지부(DOE)의 태양광 사업인 ‘선샷 이니셔티브(SunShot Initiative)’로부터 135만달러의 기금을 지원받는다고 7일 밝혔다.

PV 모듈 부품의 성능과 안전성에 대한 새로운 과학적 접근법을 개발하기 위한 이번 연구는 UL과 저명한 연구 기관 및 대학들과의 협력을 통해 진행된다.

이번 연구는 PV 모듈의 주요 부품인 백시트(Backsheet)를 포함한 PV 모듈의 안정성에 대한 이해를 높이고, 다양한 기후에 노출되는 PV 모듈의 안정성과 내구성 향상에 핵심적인 백시트의 속성을 파악하는 것을 목표로 한다.

백시트는 PV 후면을 덮는 얇은 다중 플라스틱 필름으로, 수증기, 모래, 바람, 자외선 등의 외부 환경으로부터 모듈을 보호하고, 전기절연 안전 및 감전 사고 방지와 PV 모듈 수명에 중요한 역할을 한다.

특히 이번 연구에서는 PV 모듈의 고분자 백시트를 대상으로 한 가속 시험(Accelerated laboratory testing)에 대해 심도 있게 다룰 예정이다. 가속 시험은 기존 설치된 PV 모듈 백시트의 노후화 및 성능 저하와 밀접한 연관이 있다.

최근 신재생에너지 시장의 성장에 따라PV 모듈의 수요는 증가하고 있지만, 아직까지 제품 내구성에 대한 신뢰도는 높지 않다.

이는 실제 모듈이 설치된 환경 조건에서 따른 장기적인 내구성을 고려하지 않고 제품 성능을 평가해왔기 때문이다.

이번 연구로 기존 설치된 모듈과 연구 기관 내 시험 데이터를 비교, 분석함으로써, 모듈 수명과 성능을 보다 현실적으로 예측할 수 있는 모델 및 접근법 개발에 필요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 이를 통해 제조사나 설계 회사가 PV 모듈에 포함될 부품이나 소재를 결정하는데 도움을 주는 것은 물론, PV 모듈 성능 예측에 대한 불확실성을 낮춰 태양광을 비롯한 신재생 에너지 업계 전반에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다.

UL 코리아 황순하 사장은 “저명한 과학자들이 모여 진행하는 이번 연구로 모듈 개발 및 제조업체는 물론 투자자, 연구 기관 등 업계 전반에 긍정적인 영향을 줄 수 있게 되어 기쁘다”며 “UL은 안전 과학에 대한 오랜 경험과 전문성을 기반으로 신재생에너지를 비롯한 새로운 안전의 영역에 대해 적극적으로 연구하고 있다”고 말했다.

UL은 이번 연구를 위해 3M, 아케마(Arkema Inc.), 케이스 웨스턴 리저브 대학(Case Western Reserve University), 미국 국립신재생에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory, NREL), 미국 국립표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology, NIST), 노스이스턴 대학(Northeastern University) 등과 협업하며, 백서나 웹세미나, 발표회 등을 통해 주기적으로 연구 내용을 공유할 예정이다.

한편 UL은 최근 지속적인 신재생에너지의 연구에 따른 결과로 1,500V PV 모듈에 대한 평가와 인증에 필요한 요건을 공개한 바 있다.

이는 대규모 PV 시스템의 비용을 낮추고자 하는 업계의 노력을 고려한 것으로, 이번에 공개된 요건은 UL 1703 규격에 따라 PV 모듈과 모듈 접속함(junction box), 케이블, 커넥터 등의 구조를 평가하고, 높아진 전압에 따른 잠재적인 전기 위험을 파악한다.