3D구조와 모듈형으로 효율이 3배 증가하는 태양광 패널 'TIPA'

https://youtu.be/4pGG56H9ElA

· 내부반사로 광전효과를 용이하게 만든 3D 태양광 패널
· 평면형 태양광 패널 대비 면적당 3배 더 많은 발전량 가능
· 휴대용으로 스마트폰, 스피커, 컴퓨터 등에 전원 공급 

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TIPA 모듈형 미니태양광 소개

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탄소중립, 지속가능, RE100 등에 신재생에너지의 비중이 높아지고 있지만, 국내 기업은 사업을 철수하고 있습니다. 원인으로 지적되고 있는 부분은 중국 기업 대비 경쟁력이 약해지고 있기 때문입니다. 핵심부품인 태양광 셀 뿐 아니라 셀을 만들기 위한 소재, 부품, 장비 전반에 영향을 주고 있으며, 중국 제품의 원가경쟁력 때문에 국내에서 생산하면 손해가 발생한다는 것이 업계의 분석입니다. 

하지만, 대기업을 포함한 제조업의 경우는 RE100을 사용하는 전력의 100%를 재생에너지로 대체하지 못하면 해외 수출에 타격을 입을 수 밖에 없으며, 예를 들어 반도체의 경우 최대 30% 수출 하락이 예상된다고 합니다. 최근 기후변화로 폭우와 폭염, 태풍, 산불 등을 겪고 있어 재생에너지로 전환을 서두르고 있지만, 국내의 정부지원은 가정에 미니태양광 설치 지원 정도인 것 같습니다. 

영국의 티파테크(TIPA Tech)는 2020년 영국 연구 보조금을 받아 면적당 3배 이상 더 많이 발전할 수 있는 태양광모듈을 개발하였습니다. 최근 베트남, 이스라엘, 필리핀 등의 무역 대표단과 이야기를 나누고 있으며, 킥스타터(Kickstarter)를 통해 3D 태양광 패널 티파(TIPA)의 크라우드 펀딩을 진행하면서 영국 뿐 아니라 전세계 태양광 에너지 산업에 혁신을 일으키고 있습니다.

티파(TIPA)는 총 내부 광 흡수(TOTAL INTERNAL PHOTONIC ABSORPTION)의 약자로 렌즈를 이용하여 빛을 굴절시켜 다중 반사를 이용하는 3D 태양광 모듈 입니다. 기존 2차원 형태의 태양광 패널 대비 특별한 설치 각도가 필요하지 않으며, 3배 더 많은 전력 생성이 가능합니다. 

티파(TIPA)의 핵심은 햇빛을 활용하는 독특한 접근 방식에 있습니다. 굴절 렌즈를 통합하여 특별히 설계된 파이프 구조로 빛을 굴절시킵니다. 파이프로 효율적으로 전달된 빛은 태양광 패널에 포집되어 극대화된 전력을 생산합니다. 하나의 파이프에서 생성되는 전력은 약 45Wp 입니다. 

소형 여행용 트레일러에서 요구되는 전력은 기본적으로 약 4000W 입니다. 에어컨, 냉장고, 전자레인지 등 전력소모가 많은 가전제품을 가지고 있다면 6000W정도가 필요할 수도 있습니다. 티파(TIPA) 파이프24개와 300Ah 배터리를 연결하면 충분한 전력을 사용할 수 있습니다. 

티파(TIPA)는 지붕이 평평하지 않아도 전력생산이 가능합니다. 공간이 부족한 가정의 지붕 뿐 아니라 빛이 잘 드는 벽면에도 설치할 수 있습니다. 

전기차 충전소에 티파(TIPA)를 설치하여 태양광을 이용한 충전도 가능합니다. 

하나의 티파(TIPA)로는 전자제품(GADGET)을 충전할 수 있는 충분한 용량이며, 이를 여러개 연결하여 캠핑카, 주택, 공장 및 지역사회로 영역을 확장할 수 있습니다. 

X = TIPA 개수, Wp = 와트피크, M2 = 평방미터

기존의 태양광 패널은 빛이 직각으로 부딪쳐야 높은 효율이 가능했습니다. 티파(TIPA)는 반사를 통해 실리콘에서 발생하는 광전효과를 향상시킵니다. 내부적으로 광자가 반사되어 바운스가 많을수록 실리콘 표면에서 전자의 방출이 늘고 발생되는 전력량이 늘어납니다.

티파(TIPA)는 태양광 발전에 혁명을 일으키고 태양광 패널에 필요한 토지를 절약하게 만들 수 있는 특허입니다. 

데이지 체인(Daisy Chain)이라는 기술이 적용되어 필요에 따라 원하는 전력에 따라 티파(TIPA)를 원활하게 확장 가능하도록 설계되었습니다. 

이론과 내용은 간단해 보이지만, 실제로 구현하기 위해서는 많은 검증이 필요합니다. 생각지도 않은 곳에서 이상한 현상이 발생할 수 있으며, 다양한 변수를 고려한 세심한 설계와 제조 공정의 개선의 뒤에는 영국 정부의 넉넉한 지원 및 수 많은 대학과의 협업이 있었다고 합니다.  

티파(TIPA)의 수명은 30년이며, 수명이 다하면 재활용 가능한 재료로 제작되었습니다. 

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TIPA 모듈형 미니태양광의 사양

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티파(TIPA)는 1개당 45Wp(와트피크)의 전력을 생산할 수 있으며, 휴대용으로 사용할 수 있도록 다음과 같은 크기로 제작되었습니다.  

TIPA의 크기 : 331.20(H) x 388.85(V)mm 

데이지체인으로 여러개를 연결하여 사용할 수 있지만, 2개 이상 구매시에는 통관 문제가 발생할 수 있습니다. 킥스타터 크라우드 펀딩으로는 1개 구매만 추천드립니다.

여러개의 티파(TIPA)를 연결하여 사용할 경우에 대한 연결도는 다음과 같습니다. 최대 전력점 추종(MPPT)는 일조량, 기온, 부하 등의 조건으로 태양광 발전 인버터에 사용되는 기법입니다. 야간에도 사용을 원한다면 적정한 배터리를 연결하여 사용할 수 있습니다. 

티파(TIPA)를 킥스타터(Kickstarter) 크라우드 펀딩으로 구매시 할인과 전력에 대한 시뮬레이션 결과는 다음과 같습니다. 단, 여러대를 구입할 경우 통관 및 다양한 문제가 발생할 수 있으므로 1대 구매만 추천드립니다. 

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TIPA 모듈형 미니태양광의 킥스타터 크라우드 펀딩 정보

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TIPA 모듈형 미니태양광은 다음과 같은 일정으로 해외의 킥스타터 (Kickstarter) 크라우드 펀딩을 진행 중입니다. 후원(Pledge)의 보상으로 제품을 배송 받을 수 있습니다. 
· 일정 : 2023년 9월 15일 까지 진행
· 배송 : 2024년 5월 예정

TIPA 모듈형 미니태양광 주요 가격 
· GADGET PACK (USB 베이스 포함): ￡50 (한국배송료 +￡20) / 총 ￡70 (약 11만7천원)

킥스타터 TIPA 링크 : https://bit.ly/3QWOfLQ

※ 킥스타터 크라우드 펀딩이 처음이시면, 가이드를 참조하시기 바랍니다. (구매 가이드 링크)

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♥ 본 리뷰는 제조사의 의뢰 없이 개인적으로 발굴하여 작성된 글 입니다. 

https://pf.kakao.com/_UCxoxnT

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