뉴스페이스 시대 핵심은 ‘우주 태양전지’… 플렉셀스페이스, 107억 규모 국책과제로 국산화 착수

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최근 위성, 우주정거장, 우주 기반 데이터센터, 우주태양광 발전 등 뉴스페이스 산업이 성장함에 따라 우주 환경에서 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 기술의 중요성이 커지고 있다. 그러나 기존 우주용 태양전지는 높은 제조 비용과 제한적인 생산성 탓에 대규모 우주 인프라 확장에 한계가 있다는 지적을 받아왔다. 갈륨비소 기반 제품은 경제성이 떨어지고, 실리콘 기반 제품은 무게와 장기 신뢰성 측면에서 보완이 필요하기 때문이다. 이에 따라 가격 경쟁력, 경량화, 높은 내구성을 동시에 확보한 차세대 우주용 태양전지 기술 개발이 업계의 주요 과제로 꼽힌다.

이러한 상황에서 국내 우주 태양전지 전문기업 플렉셀스페이스가 한국에너지기술평가원의 에너지기술개발사업 신규 과제인 ‘저가 고효율 우주용 탠덤 모듈 개발 및 검증’의 주관기관으로 선정됐다. 이번 연구는 총 사업비 107 원이 투입되는 대형 국가 연구개발 프로젝트로, 향후 3년 동안 저비용·고효율·고신뢰성을 갖춘 우주용 탠덤 태양전지 모듈을 개발하고 실제 우주환경에서의 운용 가능성을 검증하는 것을 목표로 한다. 해당 사업은 플렉셀스페이스를 필두로 한국에너지기술연구원, 한국전자기술연구원, 경상국립대학교 등 산·학·연 기관이 함께 참여하는 컨소시엄 형태로 추진된다.

플렉셀스페이스는 CIGS(구리·인듐·갈륨·셀레늄)와 페로브스카이트를 결합한 탠덤 태양전지 기술을 통해 기존 제품들의 약점을 보완해왔다. 이번 과제를 통해 회사는 우주환경에 최적화된 고효율 탠덤 셀과 모듈 설계, 저궤도 위성 적용을 위한 모듈 개발을 진행한다. 특히 방사선·진공·극한 온도 등 가혹한 우주 환경에서의 신뢰성 검증과 제조 공정 최적화 및 경제성 평가를 단계적으로 수행할 예정이다.

이번 프로젝트는 민간 우주기업이 에너지와 우주기술이 융합된 국가 연구개발사업을 주도한다는 점에서 의의가 있다. 플렉셀스페이스는 셀 기술을 넘어 모듈과 어레이, 고객 맞춤형 전력 시스템까지 기술 범위를 확대해 국내 우주 태양전지 산업의 상용화 기반을 마련할 계획이다. 현재 국내외 위성 제조기업 및 우주정거장·우주데이터센터 관련 기업들과 기술 협력을 진행 중이며, 향후 궤도 실증과 양산 기술 고도화를 통해 글로벌 우주 전력 시장에서 경쟁력을 확보한다는 전략이다.

업계에서는 “기술적 난이도가 매우 높은 도전적인 과제인 것은 분명하나, 성공할 경우 막대한 해외 수입 대체 효과와 함께 글로벌 차세대 우주 전력 시장을 선점할 수 있는 확실한 카드”라고 평가하고 있다.

플렉셀스페이스 안태훈 대표는 “이번 과제 선정은 회사가 축적해 온 우주용 탠덤 태양전지 기술력이 국가 차원의 미래 우주·에너지 전략과 연계되었다는 점에서 의미가 있다”라며 “우주용 태양전지는 발전 효율뿐 아니라 극한 환경에서의 신뢰성과 경제성을 모두 갖춰야 한다”고 설명했다. 이어 “이번 연구를 통해 우주용 탠덤 모듈의 국산화를 앞당기고 위성, 우주정거장, 우주데이터센터, 달 및 심우주 탐사 등 미래 우주 인프라에 적용되는 핵심 전력 기술 기업으로 성장하겠다”고 밝혔다.

최용석 기자 duck8@donga.com