[르포]하루 2400장 모듈 ‘척척’…1세대 태양광 공장의 ‘변신’

by김정유 기자
2021.04.26 17:19:21

[음성(충북)=이데일리 김정유 기자] ‘지잉~지잉.’ 노란색 협동로봇 기계 팔이 사람 손바닥 만한 M6(166mmX166mm) 태양광 셀(전지)들을 쉴새없이 글라스(유리판) 위에 배열한다. 일정한 간격을 두고 얇은 와이어로 연결된 셀들은 전류가 이동하는 통로를 만드는 ‘버싱’(Busing) 작업을 거쳐 비로소 우리가 흔히 알고 있던 직사각형의 태양광 모듈로 만들어진다. 이후 또 다른 협동로봇 설비들은 모듈 앞·뒷면에 봉합재(충격 보호 용도)를 쌓기 위해 분주하게 움직인다. 지난해 현대에너지솔루션(322000)이 완공한 ‘스마트팩토리’ 음성 모듈3공장 현장 모습이다.

이경원 현대에너지솔루션 부장이 자사 음성 모듈3공장 설비 앞에서 자동화 기술력을 소개하고 있다. (사진=현대에너지솔루션)

26일 방문한 현대에너지솔루션 음성 모듈3공장은 지난해 7월 완공된 시설인만큼 모든 것이 새로웠다. 음성공장은 2007년 셀 생산을 시작하며 현대중공업그룹의 태양광 사업을 알렸던 역사적인 곳이다. 당시 대기업으로선 처음으로 태양광 셀 공장을 건설해 국내 태양광 업계에선 ‘1세대’ 생산 공장으로 꼽혀왔던 곳이다. 하지만 너무 오래 된 공장이었던만큼 생산성이 낮은 편에 속했다. 지난해 현대에너지솔루션은 최첨단 6세대 설비들을 대거 도입, 모듈 공장을 새롭게 개편했다. 생산부터 검사, 출고까지 모든 것이 전산·자동화한 것이 특징으로 연간 750MW의 모듈을 생산할 수 있다. 현장에서 만난 이경원 현대에너지솔루션 생산 담당 부장은 “기존에 운영되던 모듈 1공장이 라인당 하루 900장의 모듈을 생산했던 것에 비해 모듈3공장은 하루 2400장의 모듈을 생산할 수 있다”며 “스마트팩토리를 도입하면서 생산성을 약 3배나 끌어올렸다”고 설명했다.

현대에너지솔루션 모듈3공장 내부에 들어서자마자 깔끔하면서 정돈된 분위기를 체감할 수 있었다. 총 2개 생산라인으로 구성된 모듈3공장은 각종 컨베이어 벨트와 협동로봇, 자동화 설비들로 구성돼 있었다. 태양광 모듈은 △태빙(Tabbing·셀 연결) △버싱(Busing·전류 통로 구축) △레이-업(Lay-up·봉합재 적층) △익스펙션(Inspection·불량 검사) △라미네이션(Lamination·반제품 밀봉) △프레이밍(Framing·프레임 조립) △J/B 어태칭(J/B Attaching·부품 부착) △I/V 테스트&소팅(I/V Test & sorting·전류 측정 및 모듈 분류) 등 총 8가지 공정을 거친다.

현대에너지솔루션 모듈3공장에서 협동로봇이 생산된 모듈을 출력별로 분류하고 있다. (사진=김정유 기자)

이중 태빙과 버싱 공정은 태양광 모듈 제조의 핵심으로 불린다. 태빙은 여러 개의 태양광 셀을 납땜 작업을 통해 직렬로 연결하는 공정이다. 셀들이 직렬 연결된 것을 ‘스트링’(String)으로 부르는 데 연결된 셀 개수에 비례해 출력이 증가하게 된다. 이어지는 버싱 공정은 여러 개 셀 스트링 사이에 전류가 이동할 수 있는 통로를 만들어주는 ‘버스리본’을 만드는 게 골자다. 이날 방문한 모듈3공장은 라인당 5대씩 구축된 자동화 설비들이 셀 위에 전도성 와이어들을 쉴새 없이 붙이고 있었다.



이 부장은 “머리카락보다 얇은 전도성 와이어들을 붙이기가 쉽지 않은데, 첨단 설비 도입 이후 효율이 더 높아졌다”며 “향후엔 셀간 간격을 더 최소화하는 방향으로 한 모듈들을 선보일 것”이라고 밝혔다.

버싱 공정까지 끝낸 모듈은 외부 충격으로부터의 보호를 위해 백시트, 에틸렌초산비닐(EVA) 등을 앞뒤에 붙이는 작업을 거친다. 이후 불량 유무를 가려내기 위해 모듈에 전류를 흘려 확인하는 검사를 하고, 이때까지 만든 반제품 형태의 모듈을 진공상태에서 열과 압력을 가해 밀봉한다. 마지막으로 모듈 가장 자리에 해당하는 금속 프레임을 조립하고 생산된 전기를 외부로 전달하는 부품들을 장착하면 완제품이 완성된다. 한 장의 모듈엔 총 72장의 셀이 들어간다. 이 부장은 “모듈 1장을 생산하는 시간이 기존 공장대비 매우 줄었다”며 “올 하반기 추가 증설할 모듈 공장의 경우 더 효율성이 높아질 것”이라고 밝혔다.

이날 현대에너지솔루션 모듈3공장 창고엔 약 600장의 모듈이 저장돼 있었다. 현대에너지솔루션은 협동로봇을 통해 마지막 모듈 분류 작업도 자동으로 진행한다. 모듈의 첫 공정인 태빙부터 마지막 분류까지 모든 과정이 자동화로 이뤄지고 있다. 더불어 R&D센터도 함께 운영, 신제품 개발과 적용을 동시에 테스트했다. 현대에너지솔루션은 태양광 사업 확대를 위해 올 하반기 총 700MW 규모의 셀·모듈 생산라인을 추가로 증설 투자할 방침이다.

강현범 현대에너지솔루션 생산부문장(상무)은 “모듈3공장은 현대중공업그룹 모듈 기술의 집합체로 다양한 최첨단 기술, 강화된 품질관리를 갖춘 자부심이 있는 공장”이라며 “스마트팩토리에 맞게 전 공장을 자동화하고 설비가동현황, 생산실적, 실시간 설비, CCTV, 유틸리티 현황을 한눈에 파악할 수 있는 통합관리실을 통해 모든 과정을 효율적으로 관리하고 있다”고 했다.

현대에너지솔루션 음성 모듈3공장에 자동화 설비들이 작업을 진행하고 있다. (사진=현대에너지솔루션)