김 태 희 기자

2012년부터 RPS 제도가 시행되면 공급의무자로 지정된 13개 사업자는 총 발전량 중 일정량 이상을 신재생에너지 전력으로 공급해야 한다. 이들 사업자들은 의무공급량을 채우기 위해 발전사업자로부터 공급인증서(REC)를 구입하게 된다. 그리고 이 의무공급량은 2012년 2%에서 2022년 10%까지 늘려나갈 방침이다.

당장 코앞에 떨어진 문제는 물량이다. 공급의무자들은 공급량을 채우기 위해 당장 2012년부터 200MW의 태양광발전소를 건설해야 한다. 이 물량은 2013년 220MW로 늘어나는 등 5년간 1,200MW로 증가하게 된다. 2002년부터 2011년까지 10년 동안 발전차액지원제도로 건설한 태양광발전소가 약 500MW인 것과 비교해 본다면 그 수치가 더욱 몸으로 느껴진다.

그렇다면 질문이 생긴다. 이 많은 용량을 모두 태양광발전소로 충당할 경우 얼마나 많은 부지가 필요할까. 비용은 또 얼마가 들어가게 될까. 자연히 발전사업자들의 눈은 공급인증서 가중치로 옮겨간다. 눈에 띄는 것은 가중치 1.5가 적용되는 ‘건축물 등 기존 시설물을 이용하는 경우’이다. 전, 답, 과수원 등 5개 지목에 설치되는 태양광발전소의 가중치가 0.7인 것과 비교해 본다면 2배가 넘는 수치다. 똑같은 1MW 발전소를 건설하더라고 5개 지목에 설치하는 것보다 건축물에 설치했을 경우 0.8MW만큼의 REC를 더 발급받을 수 있다는 말이다.

한국 태양광발전소, 건축물 이용 권장?

한국은 특히 땅이 귀한 나라다. 만일 전국에서 사용하는 전력사용량을 태양광발전소로 충당하기 위해서는 국토 면적의 6~7%가 필요할 정도라고 하니, 태양광발전소를 건설하는 데 있어 부지확보가 얼마나 중요한지, 더불어 국내 5개 지목을 활용한 태양광발전소 건설의 어려움을 새삼 알게 한다. REC 가중치를 정해놓은 이유도 역시 이와 결부된다. 기존의 태양광발전소는 삼림 훼손을 비롯해 부지의 형질변경 등 편법 개발의 수단으로 악용될 수 있다는 우려가 끊이지 않고 제기되어 왔다. RPS 제도의 REC 가중치는 이러한 문제들을 최소화 하고, 해당 원별 발전원가, 산업육성효과, 온실가스 저감효과, 부존잠재량 등을 고려해 설정되었다. 이로써 태양광발전소 건설을 고려하고 있는 발전사업자는 자연히 지붕을 활용한 태양광발전시설, 또는 태양광시설 자체가 건축물의 일부로 기능할 수 있는 설치 형태에 집중하고 있으며, 이에 대한 수요가 증가할 것으로 예상해 볼 수 있다.

지피지기면 백전백승! Roof-Top을 알고 태양광을 알자

보통 땅에 설치되는 태양광발전 시설을 옥상으로 끌어올리기 위해서는 몇 가지 기술적인 노력이 요구된다. 예를 들어 기존의 태양광모듈의 경우 볼트·너트로 고정하는 경우가 대부분이지만 이를 지붕에 설치할 경우 강풍이 불면 모듈이 바람에 날아가는 경우도 적지 않다고 한다. 이는 안전사고에까지 위험을 끼칠 수 있다. 모듈이나 트랙커 등 설치물의 무게도 옥상에 설치될 경우엔 문제가 된다. 대부분 건물 옥상에는 정수기, 에어콘 실외기 등 각종 시설물이 많아 가용면적 확보가 어렵다는 것은 차치하고라도, 태양광발전에 요구되는 설치물의 무게가 건물에 하중부담을 줄 수도 있다는 것이다. 이는 자칫 대형 참사로까지 이어질 수 있는 가능성을 야기한다. 게다가 높이가 낮은 건물은 그나마 높은 건물에 가려 그림자가 형성될 가능성이 높아 실효 일사량 확보에도 어려움을 겪는다. 때문에 옥상에 태양광발전소를 건축하기에 앞서 필요한 것은 해당 건축물에 대한 이해다. 예를 들어 건축물의 철구조물 골조에 대한 무게 하중 안전진단을 통해 최대한 하중을 분산하는 것이다. 무게가 가벼운 모듈을 사용하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다. 실례로 옥상에 태양광발전 설비를 설치한 한 기업의 경우 건물의 누수를 줄이기 위한 방법으로 2중지붕을 설치해 그 위에 접착식 박막 태양전지를 사용했다. 무게를 줄이고 건물 누수까지 잡는 일석이조의 기술력을 자랑했다.

한계는 없나

앞서 설명했듯 건축물에 대한 가중치는 높다. 그러나 포스코플랜텍의 조병군 글로벌사업본부장은 “한 건축물 당 설치용량에 한계가 있을 수 있다”고 언급했다. 실제로 건축물 옥상에 태양광발전 설비를 설치하려는 발전사는 한번쯤 건물 옥상 면적의 한계를 생각하지 않을 수 없을 것이다. 태양광발전소 설치 시 투자비용 회수를 감안한다면, 발전소 규모가 어느 정도 적정 용량을 유지해야 할 것이다. 만일 발전사업자가 500kW의 발전소를 건축물 옥상에 설치하고자 했을 때 필요한 옥상 면적은 5,000여 평에 달한다. 그러나 이 만큼의 면적을 확보할 수 있는 건물 옥상은 그리 많지 않다.

뿐만 아니라 설령 경제성 있는 대규모의 옥상이 나타났다 하더라도 대규모의 전력회사들은 부지 또는 시설물을 임차해 사용한다. 그러나 20년 이상 장기간의 안정적인 사업이 가능한 대상물은 한정되어 있다. 행여 건물의 매각, 이전, 철거가 이루어질 경우 사업 중단에 따른 잠재적 손실에 대한 보상책임을 어떻게 나눌 것인가 하는 문제는 사업자들 간의 풀기 어려운 숙제로 남는다. 이렇듯 건물에 대한 지속가능성에 대한 불확실성이 여전히 건축물 태양광발전 건설에 어려움으로 남아있다.

때문에 여러 발전사업자들은 이와 같은 어려움을 극복하고자 하나의 건물보다는 대형 공장 지붕, 대규모의 복합 물류 센터, 항만 물류기지 등의 단지 전체의 옥상이나, 오래 유지가 가능한 공공시설물의 유휴부지를 선택하기도 한다. 최근 한국산업단지공단이 김해일반산업단지 전체 옥상을 태양광발전소로 조성할 계획이라고 발표한 사례 역시 이와 같은 경우다. 중요한 것은 이 같은 내용들을 얼마나 먼저 알고 대처하느냐 하는 문제일 것이다. 조병군 본부장은 “부지 측면에서 볼 때 대용량 설치는 다소 어려움이 있을 수 있다. 그러나 중소형 사업자들의 경우 충분한 사업성이 보장되는 건축물 활용사업이 활기를 띌 것으로 전망한다”고 전했으며, KC코트렐의 강태일 신재생에너지사업부장 역시 “현재 정부가 고시한 온실가스 목표관리제가 도입되는 향후 3~5년 이후 모듈가격이 지금보다 떨어지고 모듈 및 시스템의 성능도 개선되어 간다면, 자체적으로 지붕 및 건물 공간에 보유한 중·소형 태양광발전소 설치 및 운영 IPP 사업자의 수가 급격히 늘 것으로 예상한다”면서 “국내 건축물을 활용한 태양광발전 시장이 폭발적으로 성장할 것으로 예상한다”고, 그 가능성을 밝게 전망했다.

인류 에너지 생산 및 활용체계에 근본적 변화 불러올 것

지난 5월 프랑스에서 열린 G8 정상회의에서 일본의 간 나오토 총리는 2010년까지 일본 내 모든 신축 빌딩과 주택의 지붕에 태양광 패널을 설치하고자 구상을 밝힐 예정이라고 전한 바 있다. 이는 후쿠시마 원전 사고 이후 신재생에너지 이용을 강화한다는 방침과 함께 태양광 지붕 보급 의지를 밝힌 것이라 풀이된다.

건축물을 활용해 태양광발전 시스템을 설치할 경우 에너지 소비지점과 생산지점이 일치하게 된다. 이는 궁극적으로 태양광 시스템을 단순하고 간편화시키며, 에너지 생산과 소비의 공간·시간을 통합시킨다는 데에도 큰 의미를 가진다. BIPV, Roof-top 시스템 등, 건축물을 활용한 태양광발전 시설 설치가 앞으로 더욱 대중화될수록 우리 인류의 에너지 생산 및 활용체계에 근본적인 변화를 가져올 것으로 예상된다. 또한 새로운 사업 기회와 시장이 확장될 것으로 전망해볼 수 있을 것이다

Roof-top Project No.1

삼성에버랜드-한국남동발전

삼성전자 탕정사업장 옥상에 1,200kW 태양광발전소 준공

한국남동발전은 삼성전자 탕정사업장 LCD 모듈동 옥상을 활용해 1,200kW급 태양광발전소를 준공했다. 이는 총 사업비 46억원을 투입했으며, 지난 6월 27일 준공식을 갖고 본격적인 상업운전에 들어갔다.

설계 및 시공은 삼성에버랜드가 담당했으며, 모듈은 삼성전자가 자체개발한 최신 태양광 모듈이 적용됐다. 삼성에버랜드는 이번 태양광발전소 설치공사에서 공장 지붕에 구멍을 뚫지 않고 모듈을 설치하는 무타공 공법을 적용해 지붕 누수문제를 해소하는 한편, 발전효율 향상을 위한 자동살수시스템 및 공장지붕 하중을 줄이기 위한 경량화 구조물 도입 등 국내 신기술을 총동원했다. 이로써 지붕형 태양광발전의 기술적 완성도를 한층 업그레이드해 향후 새로운 시공방법을 제시할 것으로 평가된다.

당초 본 사업은 RPS 대상기관인 한국남동발전과 민간회사인 삼성전자가 협력해 국내 최대 규모의 지붕형 태양광발전소를 건설하는 목표로 시작되었지만, ‘산업집적 활성화 및 공장 설립에 관한 법률’에서는 산업단지 공장건물을 임대하려면 공장건설이 준공된 이후에만 가능토록 되어 위기를 맞기도 했다. 그러나 제도개선 건의를 통해 지식경제부가 ‘태양광발전시설을 설치할 때에는 공장설립 완료 신고전이라도 임대가 가능하다’는 유권해석을 내림으로서 본 사업을 성공적으로 완수하게 되었다.

최근 국내 태양광발전 산업계의 침체 상황에서도 한국남동발전은 신재생에너지 공급의무제도(RPS)의 성실한 이행과 태양광발전 산업의 발전을 위해 탕정 태양광발전소를 성공적으로 완공함으로써 정부의 녹색성장정책에 적극 부응했다는 평가를 받고 있다. 이번 탕정 태양광발전소는 한국남동발전이 삼성전자 탕정사업장 모듈동 옥상을 임대해 15년간 운영한 후 설비를 삼성전자에 이전하게 된다.

Roof-top Project No.2

포항제철소와 광양제철소 지붕에 설치된

포스코플랜텍의 2MW급 지붕형 태양광발전 설비

포항제철소 후판제품창고 지붕과 광양제철소 4냉연 제품창고동 지붕에는 각각 1MW씩 총 2MW 규모의 태양광발전 설비가 설치되어 있다. 이는 2008년 6월 설치된 설비로, 당시만 해도 박막형 태양전지를 적용한 발전소로는 국내에서 최초로 시도된 사례였다.

포스코플랜텍은 스티커처럼 부착이 가능한 박막필름 태양전지를 사용했다. 특히 태양광발전 설치공사의 첫 단계로 기존 지붕 위에 내구성이 있는 갈바륨 2중지붕을 설치했다는 것이 가장 큰 특징이다. 이는 지붕형 태양광발전 시설 설치 시 발생할 수 있는 누수의 위험을 최소화 하기 위한 것으로, 이 과정만도 한달여가 걸려, 총 발전설비 건설의 반 이상을 차지했다.

포스코플랜텍은 기후변화에 능동적으로 대응하기 위해 유휴공간인 공장지붕에 태양광 발전설비 설치를 추진하게 되었다. 모듈은 박막필름 태양전지로써 설치가 용이해 짧은 시간에 시공이 가능했으며, 모든 가시광선에 반응하기 때문에 우수한 발전량을 자랑한다.

사실 발전소가 지어지던 당시 포스코플랜텍은 정부지원 제도를 받기 위해 단 2개월이내에 모든 작업을 완료해야 하는 상황에 있었다. 다행히 설비를 아무런 사고 없이 완공했으며, 바로 정상가동함으로써 주변으로부터 찬사가 이어졌다. 포항제철소의 발전소는 연간 전력 생산량은 1,241MWh로써 이는 330가구가 1년간 사용할 수 있는 전력을 발전하고 있다.

이번 사업추진은 포스코플랜텍 엔지니어링에서부터 시공 및 사후관리까지 책임지고 완공했다. 어려움이 많았던 프로젝트였던 만큼 포스코플랜텍의 기술력을 더욱 향상시켜 준 경험이기도 했다. 이를 기반으로 포스코플랜텍은 다양한 경험과 기술 노하우를 살려, 현재는 세계무대로의 진출에도 박차를 가하고 있다.

Roof-top Project No.3

대한통운

경남 양산 복합물류터미널 태양광발전소 완공

경남 양산 복합물류터미널의 옥상에 태양광발전 시설이 들어섰다. 이는 지난해 9월 대한통운에 의해 설치된 시설로, 양산복합물류터미널 내 물류센터 4개 동의 옥상에 총 면적 1만 5,000㎡(약 4,500평) 면적에 설치됐으며, 이는 국제규격 축구장 두 개 면적과 맞먹는 넓이로, 건물 옥상을 활용한 태양광 발전시설로는 국내에서 가장 큰 규모로 꼽힌다.

이곳의 발전능력은 1MW로 400가구가 동시에 소비하는 규모의 전력과 같다. 또 청정에너지를 통한 발전으로 온실가스 배출량을 연간 670톤 절감할 수 있는데, 이는 소나무 묘목 13만4,000그루를 심는 것과 같은 효과다.

특히 유휴 공간이었던 대형 물류센터의 옥상을 대규모 신재생에너지 생산시설로 활용한다는 점에서 국내 녹색물류 발전에 좋은 사례가 되고 있다. 이원태 대한통운 사장은 “온실가스 감축, 신재생 에너지 사용 등 녹색물류를 선도함으로서 기업의 사회적 책임을 다하는데 앞장설 것”이라고 밝혔다.

Roof-top Project No.4

울산대공원 환경·에너지관 옥상에

지붕형·파고라형 태양광발전소 운영 중

울산대공원 내 환경·에너지관 옥상에 설치된 태양광발전 시스템은 2006년 11월 울산시의 국·시비 등 총 14억원의 사업비를 들여 완공됐다. 시설규모를 보면 일일 발전출력 115kW 규모로 지붕형 101kW, 파고라형 14kW으로 설치됐다. 이는 연간 15만8,000kW 규모로 1억원정도(상업용 기준)의 전기료를 절약하게 되며, 이를 통해 연간 100여톤의 온실가스 감축 효과를 함께 맛보고 있다.

울산시는 태양광발전 시스템에서 생산되는 전력을 환경·에너지관에 공급하고 잉여전력은 나비원에 충당하고 있다. 울산시 관계자는 “최근 고유가 시대에 울산대공원 내 옥상을 활용한 태양광발전 시스템은 신재생에너지를 이용해 환경·에너지관의 전력을 공급한다는 면에서 홍보와 교육에 있어 많은 파급효과를 기대하며 설치했다”고 전했다.

[SolarToday ()]

[저작권자 © 솔라투데이, 무단 전재 및 재배포 금지]