건물의 옥상이나 가로등에서 우리는 생각보다 쉽게 태양광 발전 패널을 만날 수 있다. 먼 미래의 에너지라고 생각했던 태양광 에너지는 기술의 비약적인 성장과 제도적 지원을 통해 우리 생활 속으로 빠르게 스며들고 있다. 

청정한 미래 에너지,

태양광 발전 



이를 증명하듯 2015년 1,000MW*를 달성했던 국내의 태양광 설치량은 2021년 4,000MW, 2023년 4,500MW를 넘어설 것으로 전망됐다. 더불어 국내의 태양광 시장 규모도 2020년 기준 약 3.5조 원으로 전 세계 8위권으로 올라섰다. 세계적으로 탄소중립 달성과 에너지 전환에 대한 요구가 거세진 만큼 태양광 발전 시장의 성장 속도는 더욱 빨라질 것으로 기대된다. 

*MW(메가와트)는 전력의 단위로, W(와트)는 1초 동안 소비하는 전력 에너지를 말한다. 1,000MW는 1GW를 의미한다. W(와트) 〈 kW(킬로와트) 〈 MW(메가와트) 〈 GW(기가와트) 순.



그런데 태양광 발전이 국내 여건에는 적합하지 않은 재생에너지라는 이야기도 심심찮게 들려온다. 태양광 발전은 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전 방식을 사용하는데 이를 위해서는 풍부한 일조량과 함께 평평하고 넓은 유휴 부지가 필요하다. 그러나 우리나라는 낮은 구릉형 산지가 많은 지형을 가지고 있으며 계절별 일조량의 편차가 큰 기후로 인해 태양광 발전의 효율이 떨어진다는 주장이다. 

 

그러나 이러한 주장에도 현재의 기술력을 기준으로 태양광 발전이 재생에너지 중 가장 효율이 좋고 발전 가능성도 높다는 점은 부정할 수 없다. 때문에 정부와 학계, 산업계가 힘을 합쳐 가정용 태양광, 산지 태양광, 수상 태양광 발전 등 다양한 방법을 모색하고 있으며 태양광 패널 자체의 효율을 끌어올리기 위한 연구·개발도 지속 중이다. 그중 수상 태양광 발전은 최근 가장 주목받고 있는 발전 방식 중 하나다.

 



수상 태양광 발전이란?

장단점과 국내 현황

수상 태양광 발전은 수면 위에 태양광 발전 패널을 띄우는 방식을 말한다. 물 위에 건물을 띄우는 ‘플로팅(Floating) 건축 기술’을 활용해 태양광 발전 설비를 결합한다고 하여 부유식 태양광 발전이라고도 한다. 이때 태양광 설비를 띄우는 ‘수면’은 정확히는 파동이 거의 없어 수면이 잔잔한 저수지를 말한다. 이러한 수상 태양광 발전은 현재 가장 현실성 있는 방안으로 평가받고 있다. 

3면이 바다로 이루어져 있고 저수지와 강이 많은 우리나라의 지리적 특성은 수상 태양광 발전에 알맞은 환경이다. 저수지를 활용하므로 산림 및 임야의 훼손 없이 국토를 효율적으로 이용할 수 있다. 또한 태양광 발전 패널은 25℃ 이상의 온도에서 효율이 떨어지는 단점을 가지는데 수상 태양광 발전의 경우 수면의 낮은 온도로 인해 발전 효율을 높일 수  있어 육상 태양광 발전 대비 무려 10%나 높은 효율을 가진다. 더불어 직사광선을 차단하여 수온이 높아졌을 때 쉽게 발생하는 적조 및 녹조 현상 예방에도 도움이 된다. 

 

국내의 수상 태양광 발전은 주로 정부와 공공기관 중심으로 추진되어 왔다. 2009년 주암댐 2.4kW 수상 태양광 발전 시험 설비 설치가 시작이었으며 관련 기술이 빠르게 발전하여 2012년에는 합천댐 500kW 상용화에 성공했다. 최근에는 한양 등 민간 기업의 참여도 늘어나고 있는 추세다. 

수상 태양광 발전의

전 세계 현황과 국내 사례

수상 태양광은 미국 캘리포니아의 한 포도 농장의 저수지에서 처음 시작되었으며, 뒤이어 일본과 스페인, 이탈리아 등에서 연구·개발 및 실증 사업이 시작됐다. 최근 에너지경제연구원이 발표한 ‘수상태양광의 해외 보급 동향과 시사점’에 따르면 지난해 전 세계적으로 수상태양광 설비가 3GW(2020년 기준) 이상 설치된 것으로 추정된다. 

- 네덜란드 린지워드 수상태양광공원



출처: 린지워드 수상태양광공원 홈페이지



네덜란드는 국토 면적이 415만 4천㏊(헥타르)로 우리나라(1,004만 128.5㏊)보다 좁고 땅값이 비싸다. 대신 ‘물의 나라’로 알려져 있을 만큼 저수지와 호수 등 넓은 면적을 가진 수면이 다수 분포하고 있다. 지형적 특성을 살려 지난 2018년 네덜란드 동부의 린지워드 인근 저수지에 네덜란드 최초의 대규모 상업용 수상 태양광 발전소를 건립했다. 린지워드 수상태양광공원에서는 연간 약 1,800MW(메가와트)의 전기를 생산하는 데 이는 4인 가구 기준으로 연간 약 400가구의 전력수요를 충당할 수 있는 양이다. 

- 영국 퀸 엘리자베스 2세 수상 태양광 발전

영국 역시 국토 면적(2,436만 1천㏊)이 그리 넓지 않아 수상 태양광 발전을 적극 이용하는 국가 중 하나다. 영국에서는 현재까지 총 3개의 상업용 수상 태양광 발전 시설이 운영되고 있는데 그중 퀸 엘리자베스 2세 저수지의 태양광 발전 시설이 가장 최근에 설치되었다. 발전용량은 6.3 MW로 2016년 당시 세계에서 가장 큰 수상 태양광 저수지로 불렸다. 또한 이곳의 가장 큰 특징은 퀸 엘리자베스 2세 저수지가 식수로 사용되고 있다는 점이다. 

- 대한민국 새만금 ‘햇빛나눔사업'



 새만금 햇빛나눔사업 조감도(출처: 한국농어촌공사 보도자료)

 

우리나라에서는 새만금 일대에 국내 최대 규모의 수상 태양광 발전 시설 건립을 위한 ‘햇빛나눔사업’이 진행되고 있다. ‘햇빛나눔사업’은 98MW 규모의 솔라시도 태양광 발전소(육상)를 완공하여 운영 중인 한양이 그 능력을 인정받아 작년 9월 사업을 수주했다. 2023년까지 1.2GW(1단계), 2026년까지 0.9GW(2단계)의 설비를 추가로 설치하여 총 2.1GW 규모의 수상 태양광 발전소를 조성할 예정이다. 계획대로 조성 된다면 1년에 2,759GWh(기가와트시)의 전력을 만들어내는 세계 최대 규모의 수상 태양광 발전 단지가 될 것이다.

이외에도 국내의 대표 사례로는 한국수자원공사가 합천댐, 보령댐, 충주댐에서 운영 중인 5.5MW의 수상 태양광 발전소가 있다. 더불어 새만금 ‘햇빛나눔사업’과 같이 현재 진행 중인 프로젝트들도 많이 있는데 그중 눈에 띄는 것으로는 한양이 올해 초 수주한 전남 고흥만(63MW)과 해창만(98MW) 수상 태양광 발전소가 있다. 각각 2022년 8월과 10월 준공 예정이다.

탄소중립과 에너지 전환에

박차를 가하다

탄소중립은 거스를 수 없는 시대적 사명이 되었다. 이런 상황 속에서 전문가들은 태양광 에너지를 가장 현실성 높은 미래 에너지로 전망하고 있으며 현재 에너지 소비량의 절반 이상을 태양광 에너지가 대체할 것으로 내다봤다. 실제로 지난 8월 한국무역협회 국제무역통상연구원이 발표한 ‘글로벌 태양광 시장 동향 및 우리 기업 진출 전략’에 따르면 2020년 기준 세계 신규 재생에너지 설비 중 태양광 발전 설비의 비중이 54%에 달한다.

우리나라 역시 2021년 1분기 동안 태양광 발전 시설 설치량(1,017MW)이 풍력 발전시설 설치량(25MW)을 훨씬 웃돌았다. 태양광 발전이 국내 재생에너지 시장을 주도하고 있는 것으로 해석할 수 있다. 수상 태양광과 태양광 패널 기술의 발전, 적극적인 정책 집행, 개개인의 실천 노력이 모여 2050 탄소중립을 달성할 수 있기를 기대해 본다. 

*참고자료

한국수자원학회(2021), 「국내외 수상태양광 발전시설 설치 현황 및 주요 쟁점」