- 태양광 꽃이 피었습니다 l 합천댐 수상태양광 개화
- 2022/04/15
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바야흐로 만연한 봄입니다. 여기저기 울긋불긋한 꽃이 피며 봄이 왔음을 알리고 있습니다. 따뜻한 날씨에 봄꽃놀이를 계획하시는 분들도 많으실 텐데요. 색다른 꽃놀이를 즐길 수 있는 곳이 있습니다. 바로 경남에 위치한 합천댐입니다. 댐에서 무슨 꽃놀이냐고요?
합천에는 특별한 꽃이 있습니다. 바로 수상태양광 꽃입니다. 수상 전용 태양광 모듈로 꽃을 피운 거대한 매화가 합천댐을 반짝이며 수놓고 있습니다. 물 위에서 태양광이라니. 어울리지 않을 것 같은 이 조합은 태양광 시장의 새로운 가능성으로 급부상하고 있습니다.
외신도 이 꽃이 가진 잠재력에 빠르게 주목하고 있습니다. 기후 변화를 전문적으로 다루는 블룸버그의 온라인 뉴스 플랫폼 블룸버그 그린(Bloomberg Green)은 지난 3월 합천 수상태양광에 대해 집중적으로 다뤘습니다. 기사에서는 합천댐의 수상태양광을 한국에 희망을 주는 물 위에 뜬 거대한 꽃이라고 표현했습니다. 수상태양광이 무엇이길래 외신은 여기서 희망을 보았다고 한 걸까요?
합천댐 수상태양광 발전소가 지난해 11월 첫 가동을 시작했습니다. 이곳은 2022년 4월 준공 기준 국내 최대 규모의 수상태양광 발전소입니다. 합천댐 수상태양광 발전소에는 한화솔루션 큐셀 부문의 태양광 모듈이 공급되었고, 발전소 건설은 한화솔루션 인사이트 부문에서 수행했습니다.
합천군의 군화인 매화 모양의 수상태양광 꽃 17개가 합천 댐 위에 설치되었습니다. 그야말로 떠다니는 거대한 태양광 꽃인 셈이죠. 그 면적만 해도 46만 7천m²로 합천 댐 저수 면적의 1.8%를 차지합니다.
이 꽃들의 설비용량은 41.5MW로 현재 국내에서 발전운영 중인 수상태양광 중 최대 규모입니다. 연간 발전량으로 따지면 56GWh나 됩니다. 무려 2만 가구가 1 년 동안 사용할 수 있는 수준입니다. 태양광 발전을 통한 청정에너지 생산으로 연간 2만 6천 톤의 탄소와 30톤의 미세먼지도 줄일 수 있습니다.
'수상태양광'은 호수, 저수지, 댐, 연못 등의 수면에 설치하는 태양광 발전시스템을 지칭합니다. 지상이 아닌 물 위에 설치된 태양광이라 하여 '수상태양광'이라고 부릅니다. 발전 방식 자체는 지상에 설치된 태양광 패널과 크게 다르지 않지만, 물 위에 설치되어 있는 만큼 시설 구조에 차이가 있습니다.수상태양광 발전 시설은 태양광 모듈, 부력체, 계류장치, 그리고 케이블, 인버터 등의 여러 전기 설비로 구성되어 있습니다. 일반적으로 넓은 바닥 프레임 위에 태양광 패널을 설치하고, 아래쪽에는 부력체를 설치해 물 위에 뜰 수 있게 합니다. 여기에 닻의 역할을 하는 계류장치를 설치해 구조물이 떠내려가지 않도록 단단히 고정합니다. 한화솔루션 큐셀 부문은 이 발전시설의 핵심인 태양광 모듈을 공급합니다.
블룸버그는 국토의 효율적 이용 측면에서 수상태양광에 주목했습니다. 블룸버그는 한국이 대규모 재생에너지 프로젝트에 사용할 수 있는 땅이 거의 없어 물 위에 세계에서 가장 큰 태양광 발전소를 짓고 있다고 그 배경을 설명하며, 이러한 시도가 육지가 부족한 나라들에게 비전을 제시한다고 말했습니다.태양광발전은 기후변화 대응을 위한 재생에너지 보급의 핵심 수단입니다. 태양광발전의 확대를 위해서는 넓은 입지 확보가 필수적입니다. 미국이나 호주처럼 일조량이 풍부하고 국토 면적이 넓은 국가라면 사막이나 유휴 부지에 대규모의 태양광 시설을 지을 수 있습니다. 하지만 우리나라의 경우 국토의 대부분이 산지로 이뤄져 있을 뿐 아니라, 인구밀도가 높아 태양광 발전소를 설치하기 위한 입지가 부족합니다.수상태양광은 이처럼 국토 면적이 좁은 여건에 좋은 대안이 될 수 있습니다. 댐이나 저수지 등 유휴 수면을 활용하기 때문에 토지를 점유하지 않으면서 동시에 태양광 발전의 필수 조건인 넓은 설치면적을 충족시킬 수 있습니다.
국토의 효율적인 활용이 가능하다는 점 말고도 수상태양광은 여러모로 매력적인 장점을 두루 갖추고 있습니다. 수면에 설치된다는 특수성은 태양광 모듈과 수상 환경 모두에 긍정적인 시너지를 만들어냈습니다. 블룸버그는 그 중 효율성과 환경적 측면에서 몇 가지를 언급했습니다. 전력계통의 접근 용이성이 좋고, 에너지 효율성이 뛰어나며, 조류 번식 억제에 도움을 준다는 점입니다.
수상태양광은 기존 수력발전소 전력계통과의 연계가 용이합니다. 전력계통이란 발전소와 변전소, 송전선을 포함한 개념을 말합니다. 생산된 전기의 원활한 이용을 위해서는 전력계통과의 연계가 중요합니다. 블룸버그는 또 저수지가 도시지역에서 가깝기 때문에 전력망에 쉽게 연결할 수 있는 장점이 있다고 설명했습니다.
에너지의 효율성도 육상 태양광발전보다 좋습니다. 물이 패널을 시원하게 유지시켜 주기 때문입니다. 태양광발전이고 하면 햇빛을 이용하기 때문에 온도가 높을수록 에너지 효율도 높아질 거라고 생각할 수 있는데요. 실제로는 그렇지 않습니다. 태양광 모듈은 대부분 결정질 실리콘으로 구성돼있는데, 온도가 25도를 넘으면 발전량이 오히려 감소합니다.
수상태양광은 수면을 통해 생산효율을 저해하는 태양광 패널의 열을 자연스럽게 식힐 수 있어 한여름에도 전기발전에 유리한 수준의 온도를 유지할 수 있습니다. 이러한 냉각 효과로 효율성이 증대되기 때문에 수상태양광의 발전량은 육상 태양광보다 약 10% 높게 나타납니다.
수상태양광은 녹조, 적조와 같은 조류 번식을 억제하는 효과가 있는 것으로도 알려져 있습니다. 태양광 패널이 직사광선을 막아주기 때문에 조류의 발생과 확산을 막아줍니다. 수분의 증발을 억제해 수자원 확보가 가능하다는 장점도 있습니다.
수상태양광 발전은 물 위라는 특수한 여건을 고려해야 하기 때문에 높은 기술력을 필요로 합니다. 합천 댐의 수상태양광 시설에는 한화의 최신 기술이 집약된 태양광 모듈이 설치됐습니다. 바로 수상태양광 전용 모듈 '큐피크 듀오 포세이돈(Q.PEAK DUO Poseidon)'입니다. 바다의 신인 포세이돈의 이름을 딴 명칭에서 보듯 까다로운 수상환경에서도 최고의 출력과 효율을 낼 수 있는 역량을 갖췄습니다.
1. 친환경 수상태양광 모듈
카드뮴이나 납과 같은 중금속이 태양광 모듈에 쓰인다고 잘못 알려져 있기 때문에 파손 시 중금속이 흘러나오지 않을까 우려하시는 분도 계십니다. 하지만 이는 잘못 알려진 사실입니다. 큐피크 듀오 포세이돈(Q.PEAK DUO Poseidon)의 모듈에는 결정질 실리콘 태양전지를 사용하는데, 여기에는 카드뮴이 들어가지 않습니다.
또한 'PB(납)-FREE' 방식을 적용하여 안전성을 더욱 높였습니다. 셀과 전선을 연결하기 위해서는 0.1% 미만의 극소량이 납이 사용되는데, 수상태양광 전용 모듈에는 이마저도 전혀 사용하지 않았습니다.
2. 습기에 강한 소재 사용
수상태양광은 물 위에 설치되기 때문에 수분 침투에 강해야 합니다. 일반적으로 셀과 글라스를 접착시키는 데에는 EVA가 많이 쓰입니다. 한화는 이 EVA 소재 대신 방습성이 뛰어난 소재인 폴리에틸렌(POE)을 사용하여 습기가 많은 환경에서도 내구성을 높였습니다.
3. 고출력 · 고효율 하프셀 모듈
큐피크 듀오 포세이돈(Q.PEAK DUO Poseidon)은 수상환경에서도 높은 출력과 효율을 자랑합니다. 퀀텀 듀오(Q.ANTUM DUO) 기술력으로 기존 셀을 반으로 나누어 표면 면적 당 출력률을 더욱 높였습니다. 이를 통해 태양광 발전 효율을 20% 이상으로 끌어올렸습니다.
한화는 수상태양광 시장을 어떻게 전망하고 있으며 어떤 전략을 가지고 있을까요?한화솔루션 큐셀 부문의 유재열 전무에게 자세히 들어보았습니다.
