안녕하세요. 신재생에너지 전문가 썬랩입니다!
요즘 길을 걷다 보면 주택이나 관공서 옥상에 설치된 태양광발전 시설을 심심치 않게 볼 수 있습니다. 하지만 수상태양광 발전설비는 저수지나 간척지 같은 특수한 지역에서만 볼 수 있어, 생소하게 느껴지는데요. 최근 세계 최대 규모의 새만금 수상태양광 프로젝트가 본격화되면서 수상태양광은 국내외 태양광에너지 시장에서 뜨거운 관심사입니다. 

이번 포스팅에서는 수상태양광의 개념과 장점을 바탕으로 국내, 해외에서의 사업 동향까지 알아보겠습니다.

이미지 : K-water

수상태양광(Floating Photovoltaic)이란?

최근 국내외적으로 각광을 받고 있는 수상태양광 기술은 태양광발전의 응용기술 중 하나인데요. 수상태양광 발전은 기존의 육상 태양광 발전기술과 수상 플로팅(floating) 기술을 융합한 친환경 발전 방식입니다. 즉, 저수지나 담수호, 바다 등 물 위에 발전 시설이 떠있을 수 있도록 하는 플로팅 기술을 접목해 수면 위에 발전 시설을 설치하는 태양광발전 방식을 말합니다.

육상 태양광 사업의 초기 단계에 무분별한 개발로 인한 산림훼손과 우량농지 훼손에 대한 대안 중 하나로 떠오른 발전 방식이 바로 수상태양광 발전인데요. 하지만 이제는 육상, 건물 태양광에 이어 3대 주요 태양광발전으로 주목받는 사업이 되었습니다.

태양광 발전, 온도가 높아질수록 효율도 높아진다??

일반적으로 태양광 모듈에 대한 잘못된 편견 중 하나가 ‘온도가 높을수록 태양광발전 효율이 높을 것이다’인데요. 실제로 태양광 모듈의 셀은 약 25℃ 내외에서 발전 효율이 가장 높습니다. 이 이상 온도가 높아지면 오히려 발전 효율이 낮아지는데요. 그래서 태양광의 발전 효율이 가장 높은 계절은 여름이 아닌 봄, 가을입니다.

수상태양광은 온도에 예민한 태양광발전 시설의 단점을 보완할 수 있는 방식인데요. 일반적인 해수면의 온도가 태양광 모듈이 최상의 효율을 낼 수 있는 온도를 유지하게 도와주며, 수면에 반사된 태양광이 다시 태양광 모듈에 모이는 것도 발전 효율을 높여주는 추가적인 이유가 됩니다. 결론적으로, 같은 용량의 태양광발전 시설을 육상과 수상에 설치했을 때 수상태양광이 약 10% 높은 발전 효율을 보입니다.

수상태양광에 대한 오해

태양광발전 시설에 대한 환경문제는 늘 꼬리표처럼 따라다니는데요. 수면 위에 설치된 발전 시설이 수질에 영향을 주지 않을까 하는 염려가 있을 수 있습니다.
하지만, 한국환경정책평가연구원의 연구와 지속적인 모니터링의 결과, 오히려 태양광 패널의 그늘에 의한 광 차단 효과로 녹조류 발생을 억제하여 수질이 개선되고 인공 수초 등을 활용한 어류의 산란 번식이나 수질개선에 유리한 환경을 만들어 준다고 합니다.

이미지 : 합천댐_K-water

수상태양광 국내 동향

국내에는 상반기 동안에만 1.6GW의 태양광발전 시설이 보급되었는데요. 재생에너지 중에서도 초기 투자 비용의 하락과 정부의 가중치 혜택으로 태양광발전이 압도적인 보급률을 보이고 있습니다. 하지만 우리나라의 지형 특성상 태양광발전 시설을 지속적으로 늘려가는데 분명 한계가 있습니다. 

이런 한계점을 극복하기 위해 바다로 둘러싸여 있고 저수지가 많다는 지리적 특성을 고려한 수상태양광을 적극 활용할 수 있습니다. 국내에 존재하는 저수지 면적의 약 5%만 활용해도 수상태양광 발전을 통하여 연간 560만명이 사용할 수 있는 전력 생산이 가능하다고 하는데요.

국내에서는 2012년에 국내 1호 수상태양광 발전 시설인 합천댐이 설치된 이래 보령댐, 충주댐 등에 수 MW급 발전 시설이 설치되어 전력을 생산, 공급하고 있습니다.

이미지 : 한국수력원자력

새만금 수상태양광

새만금 수상태양광은 2022년 4월까지 1.2GW, 2025년까지 추가 0.9GW를 준공하는 것을 목표로 사업이 추진되고 있습니다. 이번 사업은 지역주도형, 공사 주도형, 계통연계형, 내부개발 투자유치형으로 나뉘어 진행되며 각각 사업별로 지역주민과의 이익 공유 도시개발, 대규모 전력망 구축, 투자유치 및 개발 촉진을 위한 목적을 가지고 운영됩니다.

새만금 수상태양광 사업은 세계 최대 규모의 사업인 만큼 굴지의 구조물, 인버터, 모듈, 시공 기업들과 수상태양광의 핵심 기술인 부유체 업체들이 사업 수주를 위한 만반의 준비를 하고 있습니다. 이번 사업에 참여하게 된다면 세계 수상태양광 시장에서의 국내 기업의 입지가 탄탄해지고 이제 막 시작 단계인 수상태양광 사업에서의 우위를 선점할 수 있는 좋은 기회가 될 것입니다.

또한 새만금 수상태양광 프로젝트는 민간 자본 약 4.6조원, 연인원 160만명 건설인력이 투입되는 사업으로, 이는 약 100만가구에 전력 공급이 가능한 규모입니다. (18년 기준 전세계 수상태양광 설치량* (1.3GW)의 1.6배에 해당하는 규모) 이에 따른 인력 충원으로 인한 일자리 창출, 지역 경제 활성화, 참여 기업의 사업 경쟁력 확보 등 다방면에서 긍정적인 효과를 걷을 것으로 기대됩니다. 

이미지 : 한겨례신문

수상태양광 해외 동향

2018년 기준으로 전 세계 수상태양광 누적 설치용량은 1.1GW 규모이며 세계적으로 수상태양광 설치가 가능한 인공 저수지 면적은 400,000km2이상으로 그중 1%의 면적만 활용하여도 400GW 규모의 수상태양광 발전 시설을 설치할 수 있다고 합니다. 그로 인해 약 500조원 이상의 세계 시장이 열리게 되고 국내 태양광 기업들의 신시장이 될 것이라고 기대됩니다.

수상 태양광 설치가 가능한 저수지의 면적과 향후 태양광 모듈 및 기자재 가격하락, 수상태양광 기술 발전 등의 요소가 맞물려 수상태양광 시장의 잠재력은 더욱 증가할 것으로 전망되고 있는데요. 대만과 미국 등에서는 FIT 보조금과 추가 요율을 적용하여 수상태양광에 대한 혜택을 주고 있으며, 그 밖에 바다와 인접해 있는 동남아시아권 국가들의 수요가 증가하고 있습니다. 

■ 수상태양광 발전의 경제성

현재 수상태양광의 초기 투자비용은 육상에 비해 약 18%정도 높으나 수상태양광의 10%정도 높은 효율과 태양광 발전 시설 부자재 및 모듈의 지속적인 가격 하락, 정부의 제도적 지원 등으로 초기투자비용을 상쇄하여 충분한 경제성을 확보하고 있는 사업입니다.
*세계은행에서 발표한 수상태양광 시장분석 보고서

현재 태양광을 비롯한 재생에너지 사업을 단순히 재테크로만 여기고 투자가치가 떨어진다면 관심조차 갖지 않는 분들이 많습니다. 하지만 재생에너지 사업은 지속가능해야 하며 이익만을 목적으로 하는 사업이 아닙니다. 그렇기에 재생에너지 사업에 대한 인식 개선이 우선적으로 필요하며, 거기엔 기존 재생에너지 사업의 보완점 마련과 연구가 뒷받침되어야 할 것입니다. 그런 의미에서 수상태양광 발전사업은 재생에너지 보급을 높이기 위한 새로운 대안책이 될 것으로 기대되는 사업입니다.

수상태양광 사업은 세계 재생에너지 시장에서 아직 초기 단계를 밟고 있는 수준입니다. 하지만 효율과 발전 부지 측면에서 높은 잠재력을 가지고 있는 사업으로 주목받고 있으며 세계적인 수요가 증가하고 있는 추세이기 때문에 태양광 기술력을 보유한 국내 기업의 해외 진출이 적극적으로 이루어질 수 있도록 정부의 지원과 정책이 필요한 시점입니다.

또한 우리나라는 새만금 수상태양광을 시작으로 세계적인 수상태양광 발전시설 보유국으로 자리잡으며 세계 재생에너지 사장에서의 자리를 굳건히 할 수 있도록 새만금 수상태양광 사업이 올바르게 진행되고 있는지 정부도, 시민들도 관심을 가지고 지켜봐야 할 것입니다.
 
썬랩은 태양광발전사업을 필두로 하여 신재생에너지 보급에 앞장서고 있습니다. 재생에너지 시장의 흐름에 발맞추어 고효율 모듈 사용과 시공비 절감으로 태양광 발전사업의 경쟁력 확보에 일조할 수 있도록 끊임없이 노력하겠습니다.