한화데이즈 :: 세계신기록 달성! <한화 다결정 태양광 모듈> 효율성을 증명하다
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뜨거운 태양이 이글이글거리는 무더운 여름입니다. 한 여름 문득 태양을 보다 보면 자연친화적인 '태양광 발전'에 대해 자연스럽게 떠오르게 되는데요. 여러분들은 태양광 발전하면 어떤 것들이 떠오르시나요? 앞서 말한 자연친화적인 발전, 태양광 셀, 효율성 등이 떠오를 것 같은데요. 효율적인 것은 물론 경제적이기까지 한 태양광 기술 발전에 대해 지금부터 알아보겠습니다.





사막 위에 우뚝 솟은 도시, 석유가 콸콸 나오는 도시. 세계 최고 높이 건축물이라고 부르즈 할리파가 있는 곳이자 보기만 해도 시원해진다는 분수쇼 등 볼거리가 많은 곳! 과연 어디일까요?
바로 두바이입니다! 두바이는 많은 사람들이 꼭 한 번 가보고 싶은 도시로도 꼽히는데요. 석유를 주 에너지원으로 사용할 것만 같은 두바이에서 2050년까지 전력 공급의 75%를 신재생 에너지로 대체한다는 계획이 세워졌다고 하는데요. 과연 어떤 내용일지 알아볼까요?



두바이는 사막이라는 입지 조건이 있어 강렬한 태양을 맘껏 이용할 수 있는데요. 두바이의 수전력청(DEWA)은 얼마 전 스페인 FRV·마스다르 컨소시엄과 대규모 태양광 발전 단지 계약을 맺었습니다. 두바이 외곽 모하마드 빈라시드 알막툼 솔라파크에 800㎿급 태양광 발전소를 짓는 공사이며 발전단가는 ㎾h당 2.99센트로 세계 최저가라고 하는데요. 이 가격은 여태까지 세계 최저가였던 두바이의 태양광 발전 단지 2단계 사업의 발전단가인 ㎾h당 5.84센트의 절반 수준이며, 완공될 경우 단일 태양광 발전 단지 중 발전 규모로는 세계 최대이고 발전량은 5천㎿로 원자력 발전소 4기가 만들 수 있는 전력량이라고 합니다. 그렇게 된다면 두바이는 가장 높은 건물, 가장 큰 태양광 발전 단지, 가장 낮은 태양광 가격 등이 있는 '기록 보유의 도시'라고 할 수 있게 되는 것이죠.






이처럼 두바이는 태양광 발전 단가가 낮은 것은 물론, 입지 조건 역시 좋아 태양광 발전이 각광받고 있는데요. 두바이 외에 많은 나라에서도 단가가 경제적인 태양광 발전을 사용하고 있다는 것 알고 계신가요? 


최근 4년 사이 전 세계 태양광 평균 발전 단가는 절반가량 줄어들었습니다. 한국수출입은행 해외경제연구소에 따르면 시간당 1MW 생산을 기준(MWh)으로 전 세계 평균 태양광 발전 단가는 2012년 184달러에서 올해들어 99달러로 떨어졌다고 하는데요. 그에 비해 석탄 발전의 단가는 MWh당 40∼80달러였습니다. 그렇다면 국가별로 살펴볼까요? 올해 1분기(1∼3월) 태양광 발전 단가가 멕시코는 35.5달러, 두바이는 29.9달러였으니 이들 국가에서는 부럽게도 태양광 발전이 이미 석탄 발전보다 경제적인 전력 생산 방법이 되었다고 할 수 있습니다. ^^


그렇다면 우리나라는 어떨까요? 우리나라의 태양광 발전 단가는 MWh당 120∼140달러인데요. 태양광 발전 단가를 결정짓는 요소가 다르기 때문입니다. 그 요소로는 모듈을 설치할 수 있는 ‘땅 면적’과 햇빛이 잘 드는 ‘발전 시간’을 꼽을 수 있는데요. 우리나라는 땅값이 비싼 것은 물론 중남미, 아프리카 등 뜨거운 지역의 발전 시간이 하루 6시간인 데 비해 발전 시간도 하루 3.5시간에 불과하기 때문이죠. 또한 화력발전과 원자력발전 의존도가 높고 재생가능에너지 확산에 친화적이지 않은 에너지 정책도 이유 중 하나라고 말할 수 있습니다. 



때문에 세계 평균과 비교했을 때 우리나라가 좋은 성적을 올리고 있는 것은 아닌데요. 그럼에도 국내 태양광 발전 신규 설치 용량은 지난해 1GW로 역대 사상 최고치를 기록했고, 올해에는 약 1.2GW로 작년 기록을 깰 것으로 예상되고 있습니다. 이미 많은 시장 조사업체들은 2020년 이후에는 태양광 발전이 가장 경쟁력 있는 발전원이 될 것으로 보고 있습니다. 또한 2025년경에는 석탄발전보다 더 저렴한 에너지원이 될 것으로 예상하고 있는데요. 올해가 2016년이니까 10년도 채 남지 않았네요! 그때까지 태양광 발전의 연평균 성장률은 무려 20% 전후가 될 것이라고 하니, 정말 놀랍지 않으세요? 





앞서 말한 것 처럼 10년 후에는 태양광 발전이 가장 효율적인 발전원이 된다고 했는데요. 이처럼 태양광 발전이 급속도로 성장하고 있는 가운데 일면에서는 ‘태양광은 효율이 좋지 않다?’ 라는 의문을 제기하기도 합니다. 하지만 이 부분은 걱정하지 않으셔도 됩니다. 태양광 패널의 효율 개선이 빠르게 이루어지고 있기 때문인데요. 그 내용을 조금 더 자세히 알아볼까요? ^^


최근 독일 프라운호퍼 연구소를 통해 한화의 다결정 태양광 모듈이 효율 19.5%를 달성해 세계 신기록을 세웠다는 사실이 공식 확인되었습니다. 이 태양광 모듈에는 한화 자체 기술인 ‘퀀텀(Q.ANTUM) 테크놀로지'가 적용되었는데요! 



기존 다결정 셀은 단결정 셀에 비해 전환 효율이 떨어지지만 퀀텀 테크놀로지는 셀 뒷면에 방지막을 추가해 출력 손실을 막고 셀 내 흡수율을 증가시켜 효율을 극대화할 수 있다고 합니다. 태양광 셀 뒷면에 알루미늄 막을 입히면 빛이 전지 내부에 더 오래 머물 수 있게 되는 것이죠. 태양에너지를 전기로 바꾸는 비율을 전환효율이라고 하는데요. 일반 셀의 전환효율이 17~18%대인 것에 비해 퀀텀 셀의 효율이 19.5%로 더 높은 이유는 바로 이와 같은 기술 원리 때문인데요, 퀀텀 셀의 경우 당연히 시장에서 더 나은 기술로 인정받기 때문에 통산 10% 안팎의 가격 프리미엄이 더 붙는다고 합니다.


지금까지 전세계의 태양광 발전 우리나라의 태양광 발전 그리고 앞으로 변하게 될 모습들까지 알아봤는데요. 과연 10년 후인 2026년에 태양광 발전은 어떻게 변할지 궁금해지시지 않나요? 앞으로 보다 더 효율적이고 경제적으로 변화하게 될 태양광 발전, 우리 함께 지켜보기로 해요. ^^







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