[신재생 12에너지s]미래 에너지계의 마스터 선샤인
by김일중 기자
2018.12.14 05:30:00
태양광, 우리말로는 햇빛, 영어로는 선샤인(sunshine)
| | 다시 보고 싶다. 애신이와 유진초이. (사진=미스터 션샤인 홈페이지) |
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태양광발전은 햇빛을 이용한 발전방법이다. 아인슈타인에게 노벨상을 안겨 준 ‘광전효과’를 기반으로 한다.
광전효과에 따르면 빛은 에너지를 가지고 있고, 광자가 특정 물질에 닿으면 전기에너지로 변환될 수 있다.
태양광발전은 햇빛에 반응하는 전지 모듈을 사용한다.
요런 식으로 만들어진 셀로
다닥다닥 붙여서
이런 패널을 만들어 햇빛을 전기에너지로 만든다.
상용 셀이나 패널의 효율은 15~22% 정도 된다.
햇빛이 많다고 무작정 태양광발전에 좋은 환경이 아니다. 그렇다면 사막이 많은 중동지역에서 가장 활발해야 할 것 같지만, 실제로는 이들 지역은 태양‘열’ 발전이 주로 이용된다.
왜냐면 가장 효율이 좋은 온도가 25℃ 안팎인데 너무 덥기 때문.
태양광발전이 워낙 유명한 만큼 논란도 많다.
특히 원전 옹호론자들은 물론이고 일부 환경주의자들도 다양한 이유로 공격하고 있다. 그런데 이들이 내세우는 이유가 맞는 것일까?
하나하나 따져보자.
(참고로 아래에 나올 단위 mG는 ‘미리가우스’라고 읽으면 된다.)
국립전파연구원이 2018년 5월 내놓은 생활 속 전자파에 따르면 전자레인지는 29.21mG, 전기오븐은 56.41mG, 휴대용 안마기는 110.75mG로 나타났다.
그럼 태양광 인버터는?
3㎾ 기준으로 7.6mG다.
다음은 한국태양광학회가 2015년에 발표한 건물에 흔히 있는 유리와 태양광 모듈의 빛 반사율 비교다.
건물 유리보다 오히려 낮은 것을 알 수 있다. 이는 태양광 모듈 제작 때 빛을 흡수하는 특수요리를 사용하고, 모듈 표면에 반사 방지 코팅기술을 적용하고 있기 때문이다.
단순히 생각하면 태양광 발전은 빛을 최대한 많이 흡수해야 전기를 더 많이 만들 수 있기 때문에 당연히 반사를 최대한 줄이는 방식으로 기술이 진화할 수밖에 없는 것이다.
현재 태양광 모듈을 세척할 때 쓰이는 것은 빗물, 지하수, 수돗물이다. 때로는 세척제를 쓰기도 하는데 이는 pH7의 중성세제로 오염물질을 발생시키지 않는다.
더구나 태양광 모듈은 밀폐된 상태이며 겉 표면 유리에는 유해물질이 포함돼 있지 않기 때문에 오염가능성이 거의 없다.
태양광 모듈은 유리, 알루미늄, 실리콘, 구리, 은 등으로 구성돼 있으며, 이 중 90퍼센트 이상이 원재료로 재활용할 수 있다. 우리나라도 2021년 6월 준공을 목표로 충북 진천에 태양광 재활용센터를 구축하고 있다. 독일에서는 폐패널 발생량의 71%를 수출용 등으로 재사용하고 있다고 한다.
또한 미국에서 대부분 제조하는 박막태양전지 모듈에는 카드뮴이 포함돼 있으나 국내에선 수입을 엄격히 금지하고 있다. 저가 중국산에 대해서도 중금속이 포함된 제품은 수입이 안된다.
국산의 경우 2018년 한국환경정책평가연구원이 국립환경과학원에 의뢰한 국내 태양광 폐패널 유해물질 분석 결과, 태양광 패널 시료를 곱게 분쇄한 것을 용출 실험을 진행해 구리, 납, 비소, 수은, 카드뮴, 크롬, 6가 크롬이 모두 지정폐기물 기준 미만으로 나타났음을 확인했다.
| | 합천댐 수면 위에 설치된 수상 태양광. (사진=뉴시스) |
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저수지 등에 태양광 패널을 깔면 수중으로 들어가는 햇빛 양이 적어 녹조를 심화시킬 수 있다는 주장이 있다.
하지만 현재까지 국내에 설치한 수상 태양광 발전소에서 녹조가 발생한 사례는 없다. 2016년 환경정책평가연구원이 실시한 경남 합천호 수상 태양광 환경영향성 평가 결과, 태양광 설치 지점과 다른 지점 간 식물성 플랑크톤의 종류와 개체 수에 큰 차이가 없었다.
또한 생활용수, 댐·저수지에 설치하는 경우 수도용 자재 위생안전기준에 적합하고 오염물질이 없는 ‘내습형 모듈’을 사용하고 있다.
아울러 사업 착공부터 준공 후 10년간 철저한 모니터링을 실시하고 있으며, 만약의 사고가 발생해 문제가 생기면 즉시 철거토록 규정하고 있다.
이 밖에도 우리나라는 태양광 발전 자원이 부족하다는 주장이 있는데, 한국에너지기술연구원에서 분석한 태양광의 기술적 잠재량은 약 3183GW로 나타나고, 발전량은 약 4325테라와트시로 현재 총발전량의 약 8배 수준이다.
날이 흐리거나 비가 오면 어쩌냐고 하는데, 가스발전 등 백업설비를 활용하거나 에너지저장장치(ESS)와 접목하는 등 정책적으로 적절한 에너지 믹스 체계를 구축하면 보완이 가능하다.
지금까지 살펴본 것처럼 태양광 발전은 장점이 많은 에너지원이다. 물론 세상에 완벽한 것은 없기에 우리가 알지 못했던 기술적 문제들이 생길 수도 있다. 하지만 기술진화가 빠른 속도로 진행되고 있기에 기대를 걸어봄 직하다 할 것이다.
‘월드 솔라 챌린지’라는 대회가 있다.
1987년 시작해 2년마다(1999년까지는 3년마다) 열리는 이 대회는 호주 북쪽 해안지역인 다윈에서 출발해 대륙의 남쪽 끝인 아델레이드까지 약 3000㎞를 일주일 동안 태양에너지 동력으로 종단하는 대회다.
| | (사진=브리지스톤 월드 솔라 챌린지 2019 홈페이지) |
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이 대회는 태양광 차량의 속도를 경쟁하는 챌린저 클래스, 에너지 효율성과 실용성을 경쟁하는 크루저 클래스, 챌린저 클래스와 크루저 클래스의 요구조건을 벗어난 모든 태양광 차량이 경쟁하는 어드밴처 클래스로 나뉜다.
2017년 대회에서 한국에서는 국민대 ‘KUST’, 한국교통대 ‘늘해랑’ 두 팀이 한국 대표로 참가했다.
| | 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 2017에서 출발선에 선 한국교통대 늘해랑의 태양광 자동차 ‘웅비’. (사진=한국교통대) |
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| | 브리지스톤 월드 솔라 챌린지 2017에 참가한 국민대 KUST의 ‘태극’. (사진=월드 솔라 챌린지 2017 홈페이지) |
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‘브리지스톤 월드 솔라 챌린지 2019’는 2019년 10월 13일부터 20일까지 열린다.
2017년 대회에서 우승한 네덜란드 ‘NUON’ 팀 영상이다. 감상해보시라.
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