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태양광 발전 모듈 ⓒ 픽사베이

 

현재 우리는, 에너지 기술의 발전과 태양광발전 장비의 대량생산 등의 변화를 통해, 그리드 패리티(Grid Parity) 시대를 맞이하고 있습니다. 여기서 그리드 패리티란, “석유, 석탄 등의 화석 연료를 태워 에너지를 발생시키는 화력발전과 태양, 바람 등을 이용하는 신재생에너지 발전 원가가 같아지는 시점”을 말해요!

 

그리드 패리티란 ⓒ 나누리 제작

중국은 현재 태양광발전이 가스발전보다 저렴해졌고, 독일은 석탄발전 대비 20% 이상 저렴해졌다고 합니다. 한국 역시 지속적인 생산 단가가 감소를 통해 그리드 패리티 시대를 맞을 준비를 하고 있습니다.

 

이러한 그리드 패리티의 중심에는 태양광 발전이 있는데요, 이는 다른 재생에너지들과 달리 태양광 발전은 비교적 까다롭지 않은 입지 조건과 높은 발전 효율을 가지기 때문이에요! 수력발전을 이용하기 위해서는 저수지처럼 많은 양의 물을 보유하고 있어야 하고, 풍력 발전을 이용하기 위해서는 바람이 많이 부는 특수한 지역이어야 하지만, 태양광 발전은 태양 빛만 확보된다면 어디서나 쉽게 이용할 수 있습니다. 그렇기 때문에 우리는 주변에서 태양광 발전 모듈을 쉽게 찾아볼 수 있어요. (버스 정류장 천장, 학교 외벽 등)

 

그럼 지금부터 태양광 발전 효율에 영향을 미치는 변수들과, 이를 활용해 발전 효율을 극대화할 방법들에 대해 알아봐요!

 

온도에 따른 태양광 발전량 ⓒ 나누리 제작

첫 번째, 온도

태양이 떠 있는 시간이 긴 여름에 태양광 발전량이 많을 것으로 생각하기가 쉬운데요여러분이 생각하시는 정답은 무엇인가요?

답은 “그렇지 않다.”입니다. 위 그림에서도 볼 수 있듯이 태양광 발전량은 발전판의 온도가 25도일 때 가장 많다고 합니다. 그렇기 때문에, 최근에는 온도를 항상 25도로 유지할 수 있도록 물을 분사할 수 있는 장치를 설치하는 방식이 도입되고 있다고 합니다.

 

두 번째, 태양의 위치

기존의 태양광 발전은 어느 한 방향으로 발전 모듈이 고정된 방식을 따랐습니다. 하지만 해당 방식은 태양의 움직임을 고려하지 못해 발전 효율이 떨어지는 것을 감수해야 했습니다.

 

방위각과 고도 ⓒ 나누리 제작

 

기술의 효율성을 제고한 공학자들은 태양의 움직임에 따라 그 각도가 조절되는 양방향 트래킹 기술을 개발했습니다. 이는 태양의 방위각과 고도를 고려해 태양 빛이 발전판에 항상 수직이 되도록 그 각도를 조절하는 방식입니다. 이러한 “양방향 트래킹”을 적용함으로써 태양광 발전 효율은 기존 ‘고정형’에 비해 20~30% 정도 증가했습니다.

 

양방향 트래킹 ⓒ 나누리 제작

 

세 번째, 오염 물질 제거

위의 온도 및 방향 조절만큼이나 중요한 것이 바로 태양광 발전판의 오염 물질을 주기적으로 제거해 주는 것입니다. 발전 모듈 표면상의 새똥, 먼지와 같은 오염물질은 모듈에 도달하는 태양 빛을 가리고, 이는 결국 발전 효율 저하를 야기합니다. 그렇기 때문에 오염 물질의 주기적인 제거는, 주변 온도나 태양 빛의 방향만큼이나 중요한 요소라고 할 수 있어요!

 

따라서 이러한 오염 제거를 위해 물을 분사하거나, 직접 주기적으로 모듈을 닦는 등 다양한 방법이 제안되었습니다. 그러다 최근에 이러한 오염물질의 제거 문제를 해결하기 위해 태양광 발전 모듈에 와이퍼를 설치하는 방식이 제안되었고, 주기적인 모듈 세척의 자동화가 가능해졌습니다.

 

오늘은 그리드 패리티 시대를 맞이해 태양광 발전에 영향을 미치는 3가지 변수에 대해 알아보았는데요, 도움이 되셨나요? 다음에도 유익한 기사로 찾아뵙도록 하겠습니다. 이상 전기사랑기자단 7기 나누리 기자였습니다.

 

 

 


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