[친환경 에너지전환-유럽에서 답 찾다④] 獨한화큐셀, 태양광 모듈 테스트만 60개 진행

▲태양광 모듈 테스트가 진행되는 독일 한화큐셀 R&D센터.(사진=송두리 기자)

[글·사진=탈하임(독일)=에너지경제신문 송두리 기자] "연구소에서는 자연현상에서 발생할 수 있는 환경변화를 가정하고 종합적으로 태양광 모듈을 테스트합니다. 온도, 습도, 밝기, 외부 충격 등의 테스트를 중심으로 총 60가지 실험을 진행합니다."

독일 작센안할트주 탈하임에 있는 독일 한화큐셀 R&D센터의 조리스 노박(Joris Novak) 연구책임자는 지난달 30일 연구센터에서 진행되는 태양광 모듈 테스팅 과정을 보여주며 이같이 소개했다. 이날 외부촬영은 금지돼 연구소 안을 직접 촬영할 수는 없었다. 조리스 연구책임자 안내에 따라 연구소 안을 둘러보며 구역별로 진행하고 있는 각각의 실험을 직접 볼 수 있었다.

한화큐셀은 셀 뒷면에 알루미늄 반사판인 방지막을 추가해 변환 효율을 높인 ‘퀀텀 셀’ 등 효율이 높은 셀을 생산하고 있다. 셀 기술이 접목된 모듈 성능을 이번 테스트를 통해 확인하고 종합한 결과에 따라 품질 보증을 한다.

조리스는 먼저 태양광 모듈을 보여주며 "모듈의 가장 겉면은 유리로 돼 있고 안쪽에 폴리실리콘, 태양광 셀 등이 순서대로 겹쳐있는 구조"라고 설명했다. 사실상 모듈 겉면을 보호하고 유리의 두께를 쟀을 때 약 0.3∼0.4cm 정도로 측정됐다. 이 두께는 모듈별로 다르다. 조리스는 "한화큐셀은 모듈 테스트 수준을 국제 공인 기준보다 더 강도 높게 진행한다"며 "테스트를 거쳐 합격한 유리 조건과 경제성 등을 모두 고려해 유리 두께를 결정한다"고 설명했다.

▲독일 한화큐셀 R&D센터 모듈 테스트 장면.(사진=독일 한화큐셀)

조리스를 따라 테스트실 안을 지나가며 각 실험 과정을 보며 설명을 들었다. 온도 실험의 경우 영하 45도에서 영상 80도까지 온도 변화를 주는데, 이를 한 주기로 총 200 주기를 반복하면서 모듈이 온도 변화에 얼마나 잘 견디는 지 측정한다. 이 과정이 모두 끝나기까지는 한달 이상 걸린다. 압력 테스트도 진행했다. 눈 등이 모듈에 쌓이면 가해지는 압력을 얼마나 잘 버티는 지 확인하는 실험으로 이를 확인하기 위해 최소 6시간 이상 테스트를 실시한다.

빛 테스트를 하는 곳을 지나면서 조리스는 "모듈 효율이 가장 좋을 때는 빛은 강한데 온도는 차가울 때"라고 말했다. 보통 빛이 많을 수록 온도가 뜨거워지기 때문에 이는 불가능한 조건에 가깝다. 일조량이 많다고 해서 태양광 발전에 꼭 유리한 게 아니라는 진단이다.

▲독일 한화큐셀 R&D센터 직원들이 모듈 테스트를 하고 있다.(사진=독일 한화큐셀)

‘쾅’하고 부딪히는 소리가 나는 쪽에서는 외부 충격 실험이 진행되고 있었다. 공중에 매달려 있는 약 45kg 공을 벽면에 달려있는 모듈과 부딪히게 해 모듈이 충격에 어느 정도 견디는 지 확인하는 것이다. 공은 천장에서 내려온 줄에 달려 지상에서 약 1m 이상의 높이에 매달려 있었다. 수평으로 공에 달려 지탱하고 있는 끈을 놓게 되면 포물선을 그리며 모듈과 부딪힌다. 공이 꽤 무거워 모듈이 깨지지 않을까 싶었지만 공과 부딪힌 후에도 모듈은 깨지지 않고 끄떡없었다. 조리스는 "여러 시뮬레이션을 통해 수명, 상황 등 모듈에 대한 종합적 데이터를 모은다"며 "국가와 환경별로 모듈이 견뎌야 하는 상황이 다른데 이런 환경에 적응하기 위해 대비하는 것"이라고 말했다.

이밖에 물속 전기 테스트와 우박 테스트 등 총 60가지의 다양한 실험이 연구소에서 진행되고 있다. 한쪽에서는 컴퓨터를 통해 이런 과정들을 거치면서 시각적으로 판독하지 못한 부분을 종합적으로 확인한다. 반대편에서는 깨지거나 손상된 모듈이 쌓여 있었는데 이는 폐기처분하거나 기초자료로 활용한다. 조리스는 "만약 테스트 과정에서 모듈 내 부품을 바꾸게 된다면 전체 모듈에 적용해 완성제품이 나오기까지 약 3∼6개월이 소요된다"며 "테스트를 확실히 하고 품질보증을 정확히 한다는 의미"라고 설명했다.