태양광 발전

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1 개요

태양광을 이용한 발전방법. 태양 에너지를 전기에너지로 변환시킨다. 태양광에 반응하는 전지모듈, 즉 태양전지를 사용, 터빈을 돌리지 않고 발전한다. 태양열 발전과 헷갈리면 안 된다.

계통연계형과 독립형으로 나뉘는데, 계통연계형은 한전과 설비와 가정이 연계되어 발전량 만큼 전기세를 감면 받고(누진세 탈출) 추가 발전량을 이월할 수 있다.

반대로 독립형은 말 그대로 한전과 독립되어 전기를 축전지에 저장하고 이를 사용하는 방식으로 주로 전신주가 없는 산간지방이나 작은 섬, 푸드트럭 등에 이용한다.

여기서 태양광 발전 자가사용 용도와 발전소 용도로 나뉘는데

자가 사용 용도는 앞서 말한것처럼 태양광 발전량을 가정 전기세 감면에 이용함에 있어 이는 그저 전기세를 선납부 하는것에 지나지 않거나 수익이 아주 미비하기 때문에(대부분 손해) 적은 용량의 미니 태양광 설비 지원 사업에 힘입어 지원금을 받거나 성남시에서 해준다(다른 지자체도 많다.) 또는 태양광 설비를 대여해주는 업체도 있다.
태양광 설비로 창출되는 이윤의 일부를 대여료로 지급하고 (그래도 월 1~2만원정도 이득본다) 약정된 년수가 지나면 설비를 양도받는 형식

전기세가 부담된다면 대여받는걸 적극 추천한다.

그리고 두번째로 발전소 용도

태양광 설비로 만들어진 전기를 오롯이 한전과 신재생에너지의무공급자(대규모 발전소)에 팔고 여기서 수익을 창출한다.
전기세가 걱정이라면 자가 사용 용도가 아니라 발전소를 짓는걸 추천한다.
같은 전기를 한전에 한번 팔고 신재생에너지의무공급자에게 한번 더 파는 형식이기 때문

그래서 전기를 팔고 그 돈으로 전기세를 내는것이 무조건 이득이다

다만 어느정도 수익을 창출할 정도의 용량인 100KW급 설비의 경우 초기 자본이 2억(...)정도 필요하니 잘 생각하고 시작할 일.

2 장점

어찌 됐든 터빈을 거쳐서 전기로 변환하는 다른 발전과는 달리 광기전효과라는 미시 단계의 물리적 변환을 이용하여 전기를 생산하기때문에 작은 공간에서도 활용이 가능하고 정비가 별로 필요없어 유지비가 싸다는 점, 다른 발전에 비해서 에너지수급이 쉬워서 부지제약이 적다는 점등의 장점이 있어서 신재생에너지 발전중에서는 일반인들이 가장 쉽게 접근할 수 있다. 전력공급이 어려운 낙도에 비교적 빠르게 확산되고 있고 일반 가정에서도 보조금을 지원받아서 확산되고 있는 추세. 근래에 태양광패널의 중국산 저가공세로 패널개발에 손뗀 기업·국가들이 속속 나오고 있다…

2015년 말 현재 가장 효율이 높은 태양전지의 효율은 약 50~52%에 달한다. 이 정도면 다른 발전방식과 단순비교해도 충분한 효율이지만 문제는 이게 실험실 수준이란 것(...) 양산되는 태양광 패널의 효율은 훨씬 떨어진다. 다만 과거 매우 비싸던 비용은 점차 내려가고 있는 추세로, 패널값 뿐만 아니라, DC-AC 인버터, 기타 설비, 설치비용까지 다 합친 태양광발전 비용은 어마어마한 속도로 내려가고 있으며 효율성 역시 그에 반비례하여 올라가고 있다.(이 부분은 미 에너지부 홈페이지 참조) 일례로 2014년 도이치뱅크는 이미 19개국에서 태양광발전이 기존 발전비용과 같거나 싸지는 상황에 이르렀다고 보고했다. 쉽게 말해서, 기존 발전방식보다 비싼것은 맞지만, 굉장한 속도로 가격이 내려가고 있다.

3 단점

또한 태양광의 방향이 계속적으로 바뀌고, 흐린 날, 비오는 날 등 날씨에 따라서 가동이 불가능한 것, 밤에는 발전할 수 없는 것 등 태양 자체의 속성 때문에 갖는 단점과, 일사량의 강도에 따라 균일하지 않은 전류 발생, 먼지가 쌓이면 청소해 줘야 하는 것 등의 기술적 한계에 의한 단점도 많다. 다만 주간 전기사용량(산업, 가정, 상가, 농어업 등 모든 전기사용군을 총합한 사용량)이 한 해 전기사용량 중 50%에 육박한다는걸 감안한면 야간 발전패널티가 그리 큰 단점이 될 수 있을지는 회의적이다. 즉, 주간만 태양광 발전이 커버해줘도 경제적으로나 환경적으로 상당한 이득이 된다는 것이다. 여담으로, 현재 태양광 발전의 손익분기점은 암만 길게 잡아도 10년으로 보고 있다. 즉, 10년이면 본전을 뽑는다는 것. 태양전지의 수명은 5~50년까지 잡을 수 있지만 통상 20년 정도로 계산한다. 주간 발전만 해도 이 정돈데 만약 태양광셀이 야간까지 발전됐다면 인류는 에너지걱정을 전혀 할 필요가 없었을 것이다.

또 의외의 단점이 있는데 현 태양광 패널은 25도가 효율성이 가장 좋고 그 이상으로 표면 온도가 오르면 효율성이 감소한다, 다시 말하자면 일사량은 많지만 기온자체가 섭씨 50~60도를 넘나드는 사막지역에서는 오히려 위에서 지적된 모래먼지 등과 합쳐서서 효율성이 떨어진다는 것.

태양광은 일반적으로 친환경 발전수단으로 알려져있으나 그렇지 않다는 반대의견도 존재한다. 제조과정에서 유독물질이 나오는데다, 태양전지를 만드는데 총 소비되는 에너지는 태양전지가 10년간 생산하는 에너지와 맞먹는 양이라고.

4 독일의 재생에너지 국가사업

흔히들 사우디, 모로코 등에 대규모로 위치한 사막에 대규모 태양광 발전 패널이 들어서기 편한 환경이 아니냐는 얘기가 있지만 실제는 사막의 혹독한 기후와 모래폭풍등으로 인해 사막에서 태양광발전의 효율은 그렇게 높은 편은 아니라고 한다. 대신 태양열 발전하기에는 딱 좋은 곳이 바로 사막이다.

현재 대체에너지로서의 태양광발전은 오히려 유럽쪽에서 활발한 편이다. 특히 독일은 2020년엔 전체 전력생산의 50%를 신재생에너지로, 2050년엔 전체 전력생산을 신재생에너지로 하겠다는 국가사업을 하고 있고, 그 중에서 태양광발전을 대단히 공격적으로 투자하고 있다. 그 결과 2014년 6월 전력생산의 50%를 태양광에너지로 대체했다고 한다. 비록 전체 평균생산값은 아니고 한시적인 결과긴 하나, 당초 예상보다 5년이나 앞당겨질 줄은 생각치 못했었다며 언론과 정부가 당혹스러워할 정도. 독일은 수많은 외국 언론을 통해 봐도 상당한 양의 전기를 수출하고 있고, 그린피스의 보도자료에 따르면 특히 신재생에너지를 통한 발전량은 유럽을 넘어 그 어느나라와 비교해도 뒤지지 않는다. ESS(Energy Storage System)기술 고도화로 안정적인 전력공급만 가능해진다면 충분히 에너지대체를 이룰 수 있을 것으로 예상하고 있다.

5 비판

다만 이러한 현황도 주의깊게 살펴봐야 하는 것이.

위 도표와 같이 태양광 발전의 경우 전력생산 피크치가 워낙 극단적으로 움직이기 때문에 안정적인 전력 공급원으로서의 역할은 현재로서는 도무지 기대하기 어렵다. 태양광 발전 전기를 수출할 수 있는 이유도 필요없이 남아도는 전기를 어떻게 할 도리가 없어서 억지로 국외로 밀어내는 것에 가깝기도 하고 잉여전력을 저장할 전력저장장치(ESS) 설비에도 엄청난 예산이 소요되기 때문에 여러방면의 비판요소가 남아있다.

게임 팩토리오, 림월드,OFFWORLD - Trading Company에서도 이러한 상황이 게임으로 충실히 재현되어 있어서, 밤에는 태양광 발전소가 무용지물이 되어 미리 전기를 저장해 둔 축전지나 기존의 발전소로 버텨야 한다(...)

무엇보다도 태양광 친화적인 정치적 스탠드나 언론 등의 호의적인 보도 태도 등으로 인해 정작 태양광 발전의 문제점을 보완하기 위해 필수적인 전기 저장 및 분배 설비에 대해서는 신중한 고려 없이 위의 50% 태양광 대체 보도와 같은 단기성과주의적인 보도가 나돌아 다니는 것이 사실이고 태양광 단일 발전형태는 효율이 떨어진다는게 엄연히 데이타로 존재함에도 여전히 태양광단일 발전형태의 설비를 고집하는 정책적 행태도 문제로 지적된다.

결국 가정으로의 태양광 보급과 함께 가정에서도 사용 가능한 효율적이고 충분히 경제적인 에너지 저장수단까지 패키지로 개발되지 않는 이상 아직 정부의존형 보여주기식 산업이라는 비판에서 벗어나기는 힘들다. 가정용 ESS와 복합발전(태양광+풍력의 조합 등) 형태까지 고려한 정책이 뒷받침 되지 않으면 늘 뒤쳐진 신재생에너지 정책이라는 비판에 시달릴 것으로 보인다.