이견의 여지가 없는 집광형 태양광 발전설비, 즉 CPV 시스템이 지닌 잠재력은 Semprius사와 지멘스 양사의 테크놀로지 효율성과 경제성을 한층 더 높이기 위한 첫걸음이다.

샌프란시스코에서 개최된 2009 Inter solar 전시회 기간 중 지멘스 미국 현지법인 사업개발부문 피터 크라우즈(Peter Krause) 이사는 우연히 호텔 엘리베이터 안에서 자신의 셔츠에 새겨진 지멘스 로고를 보고 말을 건넨 사람과 대화를 나누게 됐다. 그는 자신이 미국 셈프리우스(Semprius)사 CEO라고 소개했다.

동일한 관심사

엘리베이터에서 셈프리우스 조 커(Joe Carr) CEO와의 우연한 만남은 이후 세부적인 논의로 발전해, 마침내 2010년 1월 공동 협력 사업으로 이어졌다. 양사는 지멘스의 솔라 트랙킹 컨트롤 시스템과 셈프리우스의 CPV 모듈 어레이를 기반으로 시범 설비를 공동 개발하는 계약을 체결했다.

피터 크라우즈 이사는 “우리는 동일한 관심사를 가지고 있다는 사실을 곧바로 분명하게 알 수 있었다. 그래서 양사가 각기 보유한 고유 기술을 기반으로 함께 참여하는 야심찬 개발 협력관계를 구축하는데 힘을 모았다”며, 젊은 CEO였던 조 커 대표와 공동 협력관계를 맺은 사업 초기를 이렇게 회상했다.

특허 받은 제조 공법

노스 캐롤라이나, 더햄(Durham)에 위치한 셈프리우스는 2008년 이래 활발한 사업 활동을 전개하고 있으며, 혁신적인 고성능 CPV 모듈 제품으로 유명하다. 이러한 성공의 열쇠는 기판에 태양전지를 이식하는 독보적인 공정을 포함한 특허 제조공법이다. 조 커 대표는 “당사의 태양광 모듈 어레이는 청명하고 일조량이 풍부한 기후조건을 지닌 지구상의 많은 지역에서 경제적인 태양광 발전 세대를 만들어갈 것이다”라고 설명하며, “우리는 지멘스와 공동으로 이 테크놀로지의 가치를 입증하게 된 것을 기쁘게 생각한다”고 덧붙였다.

지멘스의 제어 및 드라이브 시스템

파일럿 설비 구축을 위해, 지멘스는 태양광 어레이의 양축형(Double-Axis) 트래킹을 지원하는 Simatic S7-1200 자동화 시스템과 특별히 개발된 소프트웨어를 제공했다. 양축형 트래커 시스템의 좌우 방위각 및 상하 종축 방향운동은 지멘스의 TD 20 드라이브에 장착된 DC 모터로 조정된다. 지멘스는 S7-1200용 TIA Portal Basic 실행 코드로 개발된 최신 솔라 포지션 알고리즘(SPA)을 성능향상의 지렛대로 삼았다. SPA를 적용한 Simatic 라이브러리가 사용된 것이다. 셈프리우스와 지멘스 양사는 고도의 추적 정밀도를 요구하는 CPV 사업 고객들에게 더욱 더 높은 수준의 품질과 경제성을 겸비한 솔루션을 제공하기 위해 양사의 노력을 집중하고 있다.

그리드 패리티 고지가 눈앞에

지난 2010년 상반기, 파일럿 시스템이 지멘스의 차세대 엔지니어링 플랫폼인 TIA Portal Basic으로 구성된 이후, 해당 시스템은 노스 캐롤라이나, 더햄(Durham) 현지 셈프리우스에 설치되고, 최종 시운전을 마쳤다. 1.5kWp급 어레이 표면 규격은 약 12평방미터에 달한다. 셈프리우스는 현재 시범 설비를 활용해 경험을 축적하고 있으며, 단계적인 성능 개선을 위해 지멘스와 공동 작업을 진행한 후, 마침내 제품을 전세계에 출시할 예정이다.

피터 크라우즈 이사는 “CPV 시스템을 지원하는 경쟁력 있는 프로젝트 구축비용은 이 테크놀로지의 성공을 위한 열쇠가 될 것이다. 지멘스의 고품질 자동화 및 제어장치를 셈프리우스의 모듈 어레이와 연동한 것은 그리드(전력망) 수준의 가격으로 산업용 및 유틸리티 부문의 대규모 고객사에 전력을 공급할 잠재력을 지니고 있는 셈이다” 고 단언했다.

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