우주 태양광발전

우주 태양광발전

 

 

SF 소설에서 태양의 에너지를 포착하여 이를 가까운 행성으로 전송하는 우주

정거장이 등장하는 스토리가 나오는데, 이 같은 상상이 과학자들에 의해 현실로

이루어질 날이 올것 강아 보인다.

20세기 중반 부터 우주 태양광 발전에 대하여 많은 연구를 해왔다. 우주 태양광 발전을

하면 환경에 나쁜 영향을 주지 않고 온실가스의 배출 문제를 해결할 수 있기 때문이다.

현재 지구에서 이루어지는 태양광발전은 효율이 20% 정도인데 우주 태양광발전을 하게

되면 지구에서보다 8배의 효율을 올리 수 있다. 우주 태양광발전을 하게 되면 은하계

별들의 수명이 100억 년 이됨으로 무한한 에너지를 얻게 된다.

 

날씨와 관계없는 태양광발전 - 우주 태양광발전은 우주 공간에서 태양에너지를 포착하여

지구로 전송한다는 계념이다. 이 발전 시스템은 날씨와 관계없이 밤낮으로 작동된다.

지구에서 안테나를 통하여 전기를 전송받아 현재 사용하고 있는 전기 분배 시스템으로

전기를 분배하게 된다. 

 

우주 태양광발전 시스템의 기본 사항은 설비의 설치 위치와 위성의 구조, 에너지 수집,

에너지 전송이다. 우주 태양광 발전소는 지구 정지 궤도, 중궤도, 저궤도 등으로 제안

된다. 가장 추천되는 궤도는 지구 정지궤도인데, 정류 안테나 간의 위치 설정 문제를

해결하고 지속적인 전력 전송이 가능하기 때문이다.  그러나 지구 정지궤도의 문제점은

다량의 방사선 노출과 운석과 태양풍이다.

 

미 항공우주국 나사에서는 2025년경 태양광발전 시스템을 모듈형태로 우주로 보넨 후

태양광 패널을 통해 에너지를 모아 발전하고 마이크로파로 바꾸어 지구로 전송하고,

지상의 발전소에서 이를 다시 전기로 바꾸어 사용한다는 것이다.

 

로켓 발사 가격 문제- 우주 태양광발전의 문제는 안전과 생산기술의 문제와는 별도로

태양광발전 설비를 우주로 보내는 가격 문제이다. 현재 우주에 1Kg의 물질을 우주로 

보내는 가격은 1~4만 달러가 든다. 태양광발전 설비의 무개는 적게 잡아 4,000톤이고

최소 3조 달러의 비용이 든다. 태양광발전이 경제성이 있으려면 킬로그램당 발사 비용이

100~200달러 범위에 들어와야 한다.  재활용 가능한 로켓의 개발 덕분에 발사 가격이

점차 떨어지기는 하는데 아직은 갈길이 멀다. 수확 가속의 법칙에 따라 발전이 지속된다면

가격이 수십억 달러에서 점차 떨어져 수백 달러로 떨어질 것이 불가능한 일이 아니다.

 

고갈되지 않는 에너지를 위한 도전- 우주 태양발전이나 핵융합 발전이 향후 10년 안에

현실화된다면 SF소설에 나오는 것 같은 미래의 기술들이 현실화되는 것을 보게 되는

것이다. 우주 엘리베이터, 궤도 고리, 다이슨 스피어 등이 등장하여 지구로부터 우주

정거장에 대량의 화물을 보낼 날이 올 것이다. 

우주 태양광발전의 최대 이범은 환경에 영향을 미치지 않는 것에 있고 깨끗한 에너지를

영원히 사용하는 것에 있다. 우주 태양광발전 시스템의 초기 투자비용을 회수하기 위

하여는 수십 년의 성공적 시스템 구현이 필요하다.  우주 태양광 발전의 개념을 넘어 

새로운 재생에너지원으로 확장하기 위하여는 혁신을 추구하는 정치적 환경이 갖추어져

있어야 한다.