[인더스트리뉴스 최용구 기자] 산업통상자원부(장관 인덕근, 이하 산업부)는 올해 태양광 연구개발에서 3가지 분야(AI 기반 태양광모듈 이력 관리, 지붕태양광 위험방지 고도화, 탠덤 셀용 소재)에 중점 투자한다. 예산은 총 185억원 규모로 연구 과제당 36개월 동안 지원한다. 

산업부는 태양광 폐모듈의 ‘재사용·재활용률 고도화’를 통해 저탄소 순환경제 구축을 위한 원천기술을 확보할 계획이다. MW급 산업단지 지붕태양광 설치 및 운영 최적화에도 기대를 걸고 있다. 빅데이터 관리시스템 구축과 MLPE(Module Level Power Electronics) 기반의 태양광 O&M 기술 등이 여기에 속한다.  

먼저, 과제명 ‘태양광 재활용/재사용 체계 구축을 위한 AI 기반 전주기 태양광 모듈 이력 관리 기술개발’에는 올해 13억원 내외를 투입한다. 국산 RFID 칩을 삽입해 국내 설치 모듈의 이력을 관리한다. AI 기반의 빅데이터 데이터베이스 구축과 분석 등 과정이 요구된다. 

연구에선 태양광모듈의 불량률, 재사용율, 재활용률 등 시나리오를 고려한 수명주기 시뮬레이션이 진행된다. [사진= PV Cycle]

산업부는 “국내 태양광 설치 용량 증가에 대비해 재사용 및 재활용 모듈의 이력을 관리할 필요성이 증가했다”고 설명했다. 또 “재사용·재활용 모듈이 해외로부터 대량 유입될 가능성을 차단할 수 있는 방안이 시급하다”고 밝혔다. 이력 관리를 위해 모듈 뒷면에 라벨 스티커를 부착하는 현재의 방식은 장기간 유지가 어렵다. 탈부착이 용이해 위조·복제에 취약하다.  

연구에선 수명주기 시뮬레이션이 진행된다. 불량률, 재사용율, 재활용률 등 시나리오를 고려해 모듈의 전주기 이력 관리에 있어 신뢰도를 높인다. 블록체인·양자난수 등 최신기술을 도입한다는 목표도 포함됐다. 여러 상황에 대한 시나리오를 토대로 AI의 학습을 고도화시킬 계획이다. 제조사별 점유율이나 수명주기 평균 및 고장률·불량원인 등 누적된 데이터를 분석할 방안이 필요하다. 

과제 공고 내용 [자료=산업부, 인더스트리뉴스 재가공]

모듈의 수명주기는 △제조 △설치 △철거 △재제조 △재사용 △재활용 등 단계별로 관리한다. 제조 부문에선 제조사, 모델명, 제조번호, 제조일, 정격출력, 탄소검증 등급 등을 살핀다. 설치 부문에선 발전사업자명, 설치주소, 설치일, 발전소 통합 관리 코드가 관리 항목이다. 철거에선 철거차수, 불량사유, 철거일 등을 확인한다. 재제조 단계에선 수거인, 수거일, 복구이력 등이, 재사용 단계에선 발전사업자명, 재사용주소, 재설치목록이 필수로 관리된다. 재활용 땐 수거인, 수거일, 폐기일, 폐기인 등을 살핀다. 

‘MW급 산업단지 지붕태양광 VPP(가상발전소) 위험방지 고도화 기술개발 과제’엔 3년간 총 65억원 내외를 투입한다. 산업단지 지붕태양광에 AI와 MLPE를 적용해 운영을 최적화한다는 취지다. 산업부는 화재 등 위험방지 고도화 명목으로 과제를 세웠다. 태양광 설계·시공·O&M·안전관리 등 전주기에 대한 LCOE 분석이 진행된다. 실증을 통해 최적의 운영 방안을 찾는다. 실증 사이트에선 누수, 강풍 내구성, 폭설 대비 하중 설계 안전율 등을 분석한다. 아울러 자금 확보, 토지주 및 건물주 이해관계, 지붕 보수, 화재 안전성 등 위험요소를 체계화한다. 위험방지 프로세스를 4개(risk identification, risk assessment, risk management, risk controlling)로 나눠 단계별 핵심 활동을 제시한다.  

다음 ‘건식공정 적용 탠덤 상부셀용 핵심소재 기술 개발’에는 70억원 내외를 편성했다. 태양광 산업의 글로벌 경쟁력 강화를 위해선 탠덤 태양전지 등 관련 특허·표준의 선점이 필요하다. 유럽을 중심으론 건식공정 기술 개발이 확대되는 추세다. 셀과 모듈의 소재, 부품, 장비에 있어 체계적인 개발이 요구된다. 산업부는 페로브스카이트-결정질 실리콘 탠덤 태양전지 상용화에 중요한 ‘상부셀 건식공정용 핵심소재’ 개발을 목표로 설정했다. 

상용화를 목표로 진행되는 이번 연구의 관건은 상용제품과 경쟁이 가능한 효율 및 면적을 가질 수 있느냐다. 국산화와 특허 확보의 전략도 제시돼야 한다. 구체적으로 보면 △페로브스카이트 단일접합 태양전지의 초기효율 △탠덤 태양전지 초기효율 △대면적 박막 균일도 등이 연차별로 평가된다. KIER(한국에너지기술연구원), KTL(한국산업기술시험원), NREL(미국국립재생에너지연구소)와 교차검증이 진행된다. 산업부는 “건식공정 기술이 미확립된 상황”이라며, “필요한 R&D 장비나 기타 소재 개발도 가능토록 연구의 자율성을 부여할 것이라고 설명했다.      

[최용구 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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