최근 특허청 등록…농지 1000평 시공할 경우 월 100만원 소득, 도로·철도변, 둑에도 활용
미국·중국 특허청에도 등록신청…"한전이 이 특허장치로 만들어진 전기 먼저 사줘야"
[소비라이프 / 왕성상 대기자] 논, 밭 등지에서 농사를 지으며 전기를 만들 수 있는 ‘태양광모듈 고정장치’가 국내 처음 개발돼 화제다. ‘모듈’이란 햇빛을 받아 한곳에 모은 뒤 전기에너지로 바꿔주는 장치를 말한다.
17일 변리사업계 및 에너지업계에 따르면 공직자출신 발명가 박재택(68·전 울산시 부시장)씨는 ‘경사 다단형으로 설치되는 다목적 태양광모듈 픽스쳐(Slanted Multi-Phase Fixture for Solar Module)’를 특허출원(출원대리인 민만호 중일국제특허법률사무소 대표변리사 등 3명, 출원번호 10-20140132428)해 지난 9일 특허청으로부터 등록증(등록번호 10-1577586)을 받았다.
박 발명가의 특허등록은 박근혜 대통령이 지난 11월30일 프랑스 파리에서 열린 제21차 기후변화 당사국 총회에 참석해 에너지신산업을 통한 온실가스 줄이기, 에너지 절감 및 효율 높이기, 친환경재생에너지 생산·활용 등을 논의한 가운데 이뤄진 것이어서 눈길을 끈다.
이 특허는 발명자가 2014년 7월14일 특허청에 등록해 갖고 있는 기존특허 ‘다단 수직형 태양광모듈 거치대(Multi-Phase Fixture Solar Module, 발명특허 출원번호 10-2013-0140366, 등록번호 10-1421015)’를 한 단계 개선한 것으로 이용효율과 부가가치를 크게 높였다는 평가다.
기존특허는 특정한 시각에선 최적의 태양입사각이 확보되지 않는 아쉬움이 있었다. 이에 따라 박 발명가는 수직다단의 모듈설치상태가 옆으로 길게 늘어날 땐 하루 태양입사각이 낮은 해 뜰 때나 해질 땐 일부 모듈에 그림자가 생겨 효율이 떨어지는 문제점을 없앴다.
이 발명특허는 미국·중국 특허청에도 등록신청이 진행 중이어서 곧 지구촌시장을 파고들 전망이다. 발명의 목적, 구성 및 내용, 효과는 다음과 같다.
◆ 발명의 목적= 현행 태양광모듈설치기술들의 문제점을 없애고 관련 장치의 이용효율과 부가가치를 높이는데 초점이 맞춰졌다.
지면 등 평면상에 모듈을 비탈지게 세워 설치되고 있어 많은 면적을 차지하고 있다. 논, 밭, 임야 등지에 설치할 땐 거치대가 지면에 수평으로 설치돼 햇빛이 모두 가려져 농지를 전혀 활용할 수 없고 자연환경도 해치는 실정이다.
이 발명은 이런 문제점들을 없애고 단일면적에서 더 많은 개수의 태양광모듈을 설치할 수 있게 했다. 태양광전기발생장치인 태양광모듈 고정장치구조를 사다리형의 수직방향 경사 다단형으로 디자인해 농사를 지으면서 전기도 만들 수 있게 한 것이다.
이 발명의 또 다른 목적은 모듈설치면적이 좁은 도로변, 철로변, 둑 등지에도 유용하게 활용할 수 있도록 하는 데 있다.
◆ 발명의 구성 및 내용=‘태양광모듈 고정장치’는 ▲땅에 묻히는 한 쌍의 받침대 앞면 위에 하단이 지면과 수직에 대해 후방으로 30° 비탈지게 각각 설치된 주프레임(20) ▲받침대의 뒷면 위와 주프레임 사이에 주프레임을 지탱키 위한 하단이 수직으로 설치된 보조프레임(30) ▲주프레임의 앞면 사이에 같은 간격 및 각도를 유지해 설치된 여러 개의 수평받침대(40) ▲수평받침대 윗면에 60°로 분리할 수 있게 매여 있는 태양광모듈(50)로 이뤄졌다.
이때 태양광모듈의 상단모듈과 하단모듈 사이의 설치간격은 태양광모듈 설치높이의 5~6배를 유지해 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않도록 돼있다. 모듈(50)의 설치 간격은 위도 37°에서 태양의 한해평균 남중고도를 기준으로 했다.
논, 밭 등지에 비스듬한 다단형으로 여러 개의 열로 설치할 때 1열과 2열 사이 간격은 2열의 주프레임(20) 위쪽에 설치된 태양광모듈(50)과 1열의 주프레임 하단을 연장한 각도가 지면에 대해 30°~50°로 1열과 2열의 간격을 유지하게 된다.
◆ 발명의 효과=무엇보다도 햇빛을 이용한 태양광발전의 높은 효율화를 꾀할 수 있다. 논, 밭, 임야 등지의 지면과 수직에 대해 30°로 비탈지게 주프레임을 설치하고, 이 주프레임의 뒤쪽에 보조프레임을 수직으로 세운다. 이 경사진 주프레임에 수직공간을 활용, 태양광모듈을 다단으로 설치함으로써 단일면적에서 많은 개수의 태양광모듈을 설치할 수 있다.
특히 구조물을 여러 열로 설치할 땐 앞뒤 간격과 햇빛이 비치는 각도를 충분히 유지해 거치대를 세울 수 있어 효율을 최대로 높이고 열과 열 사이로 트랙터나 경운기 등이 다닐 수 있는 공간도 생긴다.
아래 위 모듈사이로 햇빛이나 바람이 70~80% 지나갈 수 있어 농민들이 논, 밭에서 농사를 지으며 태양광전기를 만드는 소형 발전소를 운영할 수 있게 된다. 여기서 만들어진 전기를 한전에 팔면 농가에서 고정소득까지 올릴 수 있어 1석3조다. 모듈의 설치면적이 좁은 도로변, 철로변, 강․호수의 둑 등지에선 모듈설치면적을 크게 늘릴 수 있어 경제적 효용가치가 높아지는 효과도 얻을 수 있다.
박재택 발명자는 “현행 태양광발전사업시스템은 대부분 사업자가 농지를 빌리거나 사들여 설치·운영돼 운영이익이 사업자에게 돌아가는 등 농민에겐 실질적 도움이 되지 않고 있다”고 지적했다. 박 씨는 “따라서 이번 발명은 농민들에게 농민의, 농민에 의한, 농민의 소득을 위한 소형 발전시설을 갖추게 해 ‘농사 이외 고정소득이 있는 농촌 만들기’에 도움을 주기 위한 것”이라고 설명했다.
그는 “직접 농사를 짓는 농민에 한해 100kw 이하의 소규모 발전소를 짓게 하고 금융지원과 함께 한전이 이번 발명장치로 만들어진 전기를 먼저 사주는 정책을 펼 필요가 있다”고 강조했다.
그는 “특히 한·중FTA(자유무역협정) 발효로 어려워지는 우리 농촌에 활력을 불어넣는 계기가 될 것”이라며 “1000평의 농지에 이 기술 장치를 시공할 경우 월 100만원(금융원리금 상환비용 공제 후) 안팎의 고정소득을 올릴 수 있다”고 내다봤다. 그는 “미진한 부분을 보완하고 실용화해 누구나 손쉽게 전기를 만들어 쓰는 ‘전 국민 에너지생산 동참시대’를 만드는데 역할을 하고 싶다”고 덧붙였다.
한편 평생 공직에 몸담아오다 퇴직한 박재택 발명가는 파주시 하지석동 자택에 햇빛을 이용, 전기를 만드는 태양발전시스템을 갖추는 등 친환경에너지 개발에 힘쓰고 있다.
※ 발명가 박재택(朴載宅)은?
