23일 ‘라이브 사이언스’는 유럽우주국(ESA)이 우주 발전소 건설을 위한 첫발을 내딛고 있다고 보도했다.
프로젝트를 추진하기 위해 자금을 조성하고 있는데, 빛을 통해 지구로 에너지를 전송할 수 있는 이 ‘빔드 파워(Beamed Power)’ 발전소를 통해 지구의 심각한 에너지난을 해소할 수 있을 것으로 보고 있다.
이 프로젝트에 많은 이점이 있다고 합니다.
이 우주 태양광발전소는 24시간 내내 태양을 바라보며 궤도를 돌 수 있도록 설계돼 있는데 그런 만큼 더 많은 햇빛을 받고 많은 양의 에너지를 생산할 수 있다는 것이 기본 개념이다.
또한 지구상에서 바람이 불거나 태양이 비치는 경우에만 에너지를 생산할 수 있는 재생 에너지(renewable energy) 기술을 보완할 수 있을 것으로 보고 있다.
그러나 이 프로젝트를 실현하기 위해서는 크게 두가지의 문제를 해결해야 합니다.
첫 번째 과제는 우주 상공에 이 거대한 태양광발전소를 어떻게 조립해 배치할 수 있느냐는 것이다. 관계자들은 발전소 하나를 건설하는데 10 평방킬로미터의 면적이 필요할 것으로 예상하고 있는데 로켓을 통해 이를 쏘아 올리기 위해서 큰 비용이 들 것으로 예상하고 있다.
그러나 발전소 가동을 위해 투입되는 기기들을 경량화하고, 보다 효율적인 조립 방식 등을 고안해낼 경우 비용 문제를 해소할 수 있을 것으로 보고 있다.
지금까지 제안된 설루션 중 하나는 우주 태양광발전소를 형성할 수 있는 수천 개의 작은 인공위성을 개발하는 것이다.
실제로 2017년 캘리포니아 공과대학(Caltech) 과학자들은 인공위성으로 구성된 모듈 식의 발전소 설계를 위해 평방미터당 280g에 불과한 초경량 태양전지 판을 자체 개발해 소개한 바 있다.
돛을 펴고 태양 궤도를 돌 수 있는 ‘솔라 세일(solar sail)’을 이전보다 더 가볍게 조립해 활용하기 위한 방안도 강구되고 있다.
영국 리버풀 대학에서는 3D 프린팅 기술을 적용해 솔라 세일에 초경량 태양전지 판을 인쇄하기 위한 방안을 모색하고 있다. 이 기술을 활용할 경우 연료 없이 솔라 세일을 움직일 수 있으며, 또한 연료 없는 태양광발전소를 가동할 수 있다는 것.
두번째 문제는 우주 상공에서 생산한 전력을 지구로 다시 전송하는 것이다.
과학자들은 태양전지에서 생성된 전기를 에너지 파동으로 변환시킨 후 전자기장을 사용해 지구 표면에 있는 안테나로 전달하고, 안테나에서는 이 파동을 다시 전기로 변환시킨 후 에너지로 활용하는 방식이다.
실제로 일본 항공우주 탐사국 (JAEA)에서는 이 시스템을 개발했으며, 실제로 이를 수행할 수 있는 궤도 시스템을 시연한 바 있다.
중국의 과학자들은 ‘오메가(Omega)’란 시스템을 설계해 2050년 안에 운영할 계획이다. 이 시스템은 지구에 2 GW의 전력을 공급하는 것을 목표로 하고 있다. 관계자들은 이 프로젝트가 성공을 거두기 위해서는 600만 개 이상의 초경량 태양전지 판이 필요할 것으로 보고 있다.
현재 개발되고 이런 방식들은 상상 속의 우주 태양광발전소가 실현되고 있음을 말해주고 있다.
과학자들은 이 프로젝트가 완성될 경우 지구 에너지 부족 사태가 해결되고, 심각하게 대두되고 있는 기후변화 문제를 해소할 수 있을 것으로 예상하고 있다.
댓글