한국에너지기술연구원(원장 김종남) 열변환시스템연구실 강은철 박사 연구팀은 새롭게 건설하는 도로·철도의 방음벽과 기존에 설치된 노후 방음벽에 대체 적용이 가능한 ‘다기능(흡음·차음, 전기·열 생산) PVT 방음벽’ 기술을 개발했다.

강은철 박사 연구진이 개발한 다기능 방음벽 기술은 종래의 방음벽 대체기술로 태양광패널과 태양광집열기, 흡음재 등을 활용해 차음과 흡음에 의한 방음성능 향상은 물론 태양광패널의 온도를 낮춰 발전량을 증가시키는 동시에 온열을 생산해 활용하는 기술이다.

즉 하나의 PVT에서 방음기능과 전력·온열 생산기능을 동시에 구현할 수 있다.

태양광패널은 전력생산과 차음기능, 흡음재는 단열과 흡음기능, 태양광집열기 전열구조는 열 회수와 구조강도를 잡아주는 역할을 하며, 이러한 요소기술들을 하나의 컴팩트형 모듈로 탄생시킨 것이 다기능성 PVT 방음 모듈로 강은철 박사 연구진은 기존의 노후화된 방음벽을 다기능성 PVT 방음벽 시스템으로 용이하게 교체할 수 있도록 현장시공 기법을 개발했다.

연구진은 시스템 설계 및 현장설치가 용이한 직렬 연계방식의 시공기법을 바탕으로 현재 충남 계룡시에 3㎾e급의 다기능성 PVT 방음벽 시스템을 실증 적용해 지난해 12월부터 운영 중에 있다.

연구진이 개발한 방음벽은 도로 방음시설의 음향성능 기준에서 차음성능은 1000Hz에서 37.1dB(기준 30dB 이상), 흡음성능은 0.83(기준 0.7 이상)으로 기준대비 높은 성능을 나타냈다.

PVT 방음모듈의 발전효율은 동일한 외기환경 설치조건에서 가존 태양광패널 발전효율보다 6% 이상 높았다.

일반 태양광패널은 온도가 증가할수록 발전량이 감소하는데 PVT 방음모듈은 공기유동으로 인해 기존 태양광패널 온도보다 약 15도 이상 낮아 발전량이 향상되는 것을 확인했다.

아울러 PVT 방음모듈에서 생산되는 온열은 단위면적당(㎡) 400Wt 이상 확보하는 것을 확인했으며, 생산된 온열은 대합실, 공중화장실, 휴게실, 흡연실 등 공공장소에 난방 및 환기, 온수 예열로 활용이 가능하다.