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한화큐셀, 영농형태양광 우수성 입증… 남동발전과 시범단지서 벼 추수
하부 음영 최소화, 절반 크기의 소형 모듈로 작물 생육에 필요한 광합성량 확보

[인더스트리뉴스 정한교 기자] 한화큐셀의 태양광 모듈이 사용된 영농형태양광발전소에서 벼 추수행사가 진행됐다. 한화큐셀과 한국남동발전은 경남 남해 관동마을에 조성된 영농형태양광 시범단지에서 벼 추수행사를 지난 10월 12일 진행했다고 밝혔다.

이번 추수식에는 영농형태양광 모듈을 제공한 한화큐셀과 농어촌상생협력기금을 조성해 주민참여형 영농형태양광 사업을 지원한 한국남동발전, 농지를 제공한 관동마을 사회적협동조합과 시공협력업체인 클레스(KLES) 관계자 약 20명이 참여했다.

한화큐셀과 한국남동발전은 경남 남해 관동마을에 조성된 영농형태양광 시범단지에서 벼 추수행사를 진행했다. (사진 좌측부터) 클레스 조선영 대표, 관당마을 정현영 이장, 장치영 농부, 장인표 조합장, 남동발전 조천환 부장, 한화큐셀 유재열 상무, 한화큐셀 최재호 팀장 [사진=한화큐셀]

추수식이 진행된 영농형태양광발전소는 지난해 6월에 100kW 규모로 설치된 남동발전의 농어촌상생협력기금으로 지어진 6곳의 시범단지 중 하나이며, 발전소 수익금은 마을발전기금으로 사용한다.

농사와 태양광발전 병행으로 농가 소득 확대

부지가 태양광발전소 용도로만 사용되는 기존 육상태양광발전소와는 달리 영농형태양광은 농지 상부에선 태양광발전을 진행하고, 농지 하부에선 작물재배를 병행하는 특징을 가지고 있다. 즉, 농지를 유지하면서 태양광발전까지 진행할 수 있어 국토를 효율적으로 이용할 수 있다는 것이다.

또한, 농업인구가 감소하고 고령화 되는 등 영농여건이 지속적으로 악화되고 있는 가운데 영농형태양광은 영농수익과 함께 부가적으로 전력 판매수익도 얻을 수 있어 각광 받고 있다. 영농형태양광에서 농사와 태양광발전의 병행이 가능한 이유는 작물의 생육에 필요한 광합성량을 보전해 줄 수 있기 때문이다.

국내 농경지 중 약 5%에 영농형태양광을 설치하면, 약 32GW의 발전소 건설이 가능하다. 이는 4인 가구 기준 917만 가구가 연간 사용하는 가정용 전기양에 해당한다. [사진=한화큐셀]

작물 생육의 최대 필요 광합성량의 임계치인 광포화점을 초과하는 빛은 작물의 광합성에 영향을 미치지 않아 이를 태양광발전에 이용한다. 예를 들어 벼는 광합성을 위해 조도 50klux에서 일 5시간 정도의 빛을 필요로 하는데, 해당 양을 초과하면 더는 광합성하는데 빛을 사용하지 않는다.

때문에 영농형태양광은 태양광 모듈의 크기와 배치를 조절해 농작물 재배에 적합한 일조량을 유지하며 전기를 생산하는 것이 핵심이다. 이에 한화큐셀은 영농형태양광에 적합하도록 기존 육상태양광 모듈 크기의 절반에 해당하는 소형 모듈을 제작했다. 이 모듈은 태양광 하부의 음영을 최소화해 농작물이 필요한 광합성량을 확보할 수 있다.

또한, 영농형태양광에서는 이앙기, 콤바인 등의 경작 기계를 사용할 수 있는 공간도 확보해야 한다. 보통 영농형태양광은 토지에서 3.5m 위에 설치된다. 이는 농사에 필요한 기계가 태양광 하부를 자유로이 지나다닐 수 있게 공간을 마련하기 위함이다. 육상태양광 보다 모듈이 높게 설치되기 때문에 작은 모듈을 사용해 구조물의 하중을 줄여 안전성을 높인다.

한국남동발전과 국립경남과학기술대학교가 2017년부터 실증사업을 통해 축적한 데이터에서 영농형태양광 하부의 농작물 수확량은 기존 농지와 비교해 최소 80% 이상인 것으로 나타났다. 영농형태양광을 설치한 토양에서 카드뮴과 수은 등 중금속 물질도 검출되지 않았다. 생산된 쌀 역시 잔류농약이 검출되지 않았으며, 다른 토양 물질들도 태양광을 설치하지 않은 비교부지와 동일한 수준인 것으로 관찰됐다.

작물 생육에 필요한 광포화점을 초과하는 태양광을 통해 전기생산을 하기 때문에 농사와 태양광발전을 동시에 진행할 수 있다. [자료=한국남동발전]

국내 농경지 5%만 활용해도 석탄화력발전소 32기 용량 잠재력 갖춰

국내에서는 현재 영농형태양광은 발전자회사와 연구시설 등을 중심으로 설치, 운영되고 있다. 한국에너지공단 자료집에 따르면, 한국영농형태양광협회가 추산한 2016년부터 2019년까지 국내 영농형태양광 실증실험 사례는 약 16건이며 식량과학원, 에너지녹색에너지연구원, 발전자회사, 농업법인 등의 연구가 대부분을 차지했다.

일본과 중국, 유럽에서도 관련 연구와 사업이 활발히 진행되고 있다. 일본의 경우 2013년 3월 농림수산성이 농용지구에 영농형 태양광 조건부 설치 허가하면서 사업이 일어나기 시작했다.일본의 영농형태양광 허가실적은 2018년 10월 기준 약 1,300건에 이르며 이 중 대부분은 50kW에서 200kW 사이의 소규모 발전소다.

중국의 경우는 인터넷 통신 판매회사인 바오펭 그룹이 황하 동쪽 유역에 1GW 규모 영농형태양광 사업단지를 조성하기도 했다. 유럽에서는 독일과 프랑스를 중심으로 농작물의 생산성을 극대화하는 모듈의 방향과 구조물 높이를 파악하기 위한 연구가 진행되고 있다.

2019년 기준 국내 농경지는 약 160만ha이다. 이 중 5%에 영농형태양광을 설치하면 약 32GW의 발전소를 지을 수 있다. 이는 4인 가구 기준 917만 가구가 연간 사용하는 가정용 전기 양이다. 또한, 지난 7월에 발표한 그린뉴딜 계획에서 2021년부터 2025년까지 신규 설치하기로 한 태양광발전과 풍력발전 목표인 약 25GW의 130%에 이르는 수치다.

지난해 6월 경남 남해 관당마을에 설치된 100kW 규모 영농형태양광발전소 [사진=한화큐셀]

농지법 개정 통해 사업 기간 20년 보장 필요

효율적인 국토 활용과 농가 상생, 그리고 시장잠재력을 가지고 있지만, 국내에서는 농지법 시행령으로 인해 영농형태양광이 활성화될 조건을 갖추지 못한 실정이다. 태양광발전소의 수명은 25년 이상이며, 공공부지에 설치하는 태양광발전소의 경우 30년 동안 운영할 수 있다. 일반 태양광발전소도 최소 20년 운영이 가능하다.

하지만 농지법 시행령에 따라 영농형태양광의 타용도 일시사용허가 기간은 최장 8년으로 제한돼 8년이 지나면 수명이 절반 이상 남은 발전소를 철거해야 한다. 이는 최소 20년 이상 운영이 가능한 발전소를 8년만 운영해 전기생산발전단가(LCOE)를 높이는 비효율성을 초래한다.

이와 관련해 지난 6월 1일 더불어민주당 박정 의원은 영농형태양광의 타용도 일시사용허가 기간을 최장 20년으로 늘리는 농지법 개정안을 국회에 제출했고, 현재 국회 농림축산식품해양수산위원회에서 심사 중이다.

[정한교 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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