가정에서 창문으로 태양광 발전하는 시대가 다가온다

안녕하세요, 

 

대한민국은 탈원전 후 태양광 발전에 박차를 가하고 있습니다. 

차를 타고 달리다 보면 산비탈에 즐비한 태양광 패널을 보는 게 어렵지 않죠. 

덕분에 태풍이 올 때는 산사태 피해도 어마어마하게 입고 있습니다. 

가정용 태양광 패널 설치는 초기 설치 비용 및 베란다에 공간 차지, 

개인적으로는 찻길 주변에 위치한 아파트에 태양광 패널 설치가 많으면 

햇빛이 반사되어 운전할 때 눈부심을 느끼기도 하는데요. 

앞으로는 이러한 불편함이 많이 사라질 수 있을 거 같습니다. 

 

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패널을 설치하기 위한 넓은 땅이 없어도 태양광 발전을 가능하게 해주는 

새로운 기술이 업계에서 주목받고 있습니다. 

특히나 개별 가정의 창문이나 벽에 패널을 붙여 발전을 하는 기술에 관심이 집중되는데요, 

 

대규모 기업형 태양광 발전과는 달리 비용이 저렴하다는 것이 최대 장점입니다. 

각 가정에서도 쉽게 발전할 수 있으며, 

당연히 전기요금 절감 효과도 누릴 수 있습니다. 

가까운 미래에는, 발전한 전기를 팔거나 저장해 두고 쓸 수도 있을 전망입니다. 

이런 장점 때문에 정부는 법제도 개선에 나서고 있으며, 

업계는 창문형 혹은 벽 부착형 태양광 기술 개발에 속도를 내고 있습니다. 

 

한국전력은 반도체 검사 장비 업체인 유니테스트와 함께 

건물 외벽과 창문에 부착하는 '유리창호형 태양전지' 사업화에 착수했습니다. 

기반 기술은 업계가 세계 최고 수준의 기술력을 보이는 '페로브스카이트 태양전지'입니다. 

 

이 기술은 널리 쓰이는 실리콘 태양전지에 비해

고온 가열과 진공 공정이 필요 없다는 것이 장점입니다. 

1천도(℃) 이상의 고온을 이용해 제작되는 실리콘 태양전지와는 달리, 

유리창호형 태양전지는 5분의 1인 200℃ 이하의 공정을 사용해 생산비가 저렴합니다. 

 

빛을 전기로 변환하는 효율도 실리콘 전지와 비슷합니다. 

태양광을 설치할 땅이 부족하고 고층 건물이 많은 우리나라의 특성에도 매우 적합합니다. 

20층 빌딩에 설치하면 200킬로와트(kW)급 이상의 규모로 

연간 210톤(t)의 이산화탄소 저감효과가 발생할 전망입니다. 

 

다만, 상용화까지는 아직 갈 길이 멀다는 것이 한전이 입장입니다. 

유리창호형 태양전지 사업화를 위해서는 최소 10cm x 10cm 이상의 크기 모듈 제작이 필요한데,

한전은 현재 2.5cm x 2.5xm 면적 기술만을 보유하고 있습니다. 

모듈 면적을 넓히는 기술을 보유 중인 유니테스트와 협력하는 것도 이러한 이유 때문입니다. 

 

한전 관계자에 따르면, 사업화에 성공할 시 유리창호형 태양전지의 설치가 쉽고 공간 제약이 크지 않은

장점을 활용해 창고, 공장, 주차장 지붕, 자동차 선루프 등에도 적용할 계획이라고 밝혔습니다.

그렇지만 문제는 역시나 상용화의 목표 시점이 불확실하다는 것입니다. 

 

한국 에너지기술연구원도 유연성과 투과성을 동시에 구현하는 

'양면수광형 CIGS 박막 태양전지 기술'을 개발했습니다. 

 

구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄 등 4개 원소의 화합물을 유리, 플라스틱 기판에 붙여 

태양광을 흡수해 발전하는 방식으로 이 기술 역시 실리콘보다 변환 효율이 높습니다. 

 

면적을 크게 키워야 하는 한전의 유리창호형 태양전지와의 차이점은 

과연 얼마나 얇게 만들 수 있을 것이냐입니다. 

에너지기술연구원에 따르면 연구팀은 최근 수백 나노미터 수준으로 얇게 만들면서도 

효율을 유지하는 데 성공한 것으로 보입니다. 

 

건설업계도 태양광, 창호 업계와 손잡고 창문형 태양광 시장에 뛰어들고 있습니다. 

SK건설은 태양광 창호 제조사 알루이엔씨, 창유리 가공업체 국영지앤엠과 

'공동주택 창문형 태양광 발전시스템'을 개발했습니다.

이 시스템은 열고 닫을 수 있는 창호에 태양광 설비를 적용해,

주택 미관을 해치지 않으면서 발전 기능과 차양으로서 기능할 수 있도록 설계되었습니다. 

관계자에 따르면 외부 조망을 고려해 박막형 태양광 패널을 사용했으며, 

창문이 설치되는 위치에 따라 투과율을 10~30%까지 선택 적용이 가능합니다. 

 

이렇게 만들어진 전기는 홈네트워크 시스템과 연동되며 실시간으로 발전량을 확인할 수 있어  

똑똑한 전력소비가 가능해질 수 있을 것으로 보입니다. 

이와 관련한 특허 출원도 마쳐 상용화는 눈앞으로 다가왔습니다. 

 

주택용 태양광 전력을 한전에 판매할 수 있도록 하는 법 개정에 속도가 붙으면서 

업계는 주택용 태양광 기술 개발에 더욱 박차를 가할 전망입니다. 

정부가 재생에너지를 이용한 지역별로 소규모 발전설비인 분산전원을 장려해 

주택용 발전 전력의 판매 규제가 얼마나 해소될지 여부도 관건입니다. 

 

국회 정무위원회 소속 송재호 의원은 지난달 발전 용량 10kW 이하

일반용 발전설비에 대해서도 전력을 판매할 수 있도록 

'전기사업법 일부개정법률안'을 발의했습니다. 

전기사업용과 자가용 전기설비로 제한되었던 전력판매 가능 설비에 

주택용 태양광과 같은 일반용도 포함하자는 것이 이 개정안의 핵심입니다. 

 

송 의원은, 다른 발전설비에서 만들어진 전력은 한전에 정식으로 판매할 수 있는데

일반용 설비만 전력을 팔지 못하고 제공되는 것은 형평성 측면에서 맞지 않는다고 언급하며

국민 개개인이 재생에너지 확대에 동참하자는 뜻에 대한 정당한 대우가 아님을 주장했습니다. 

 

한화큐셀, LS전자, LS일렉트릭, 해줌 등 주택용 태양광 대여업체가 

관련 기술을 적용해 제품화에 나설지도 주목됩니다. 

업계 관계자는 "주택용 태양광은 앞서 2000년대 중반부터 기술개발이 진보해 

2010년대부터는 베란다형 태양광 등의 등장으로 전국 보급 확대를 이뤘다"며 

"전기사업법 개정과 맞물려 면적, 두께와 같은 한계점이 극복되면 

창문형 태양광도 충분히 주류로 올라설 수 있다."라고 내다봤습니다. 

 

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어렸을 때를 생각해보면 가정에 PC를 보유하고 있는다는 것은 쉽지 않은 일이었고, 

그 PC가 지금처럼 저렴해지고 가벼워질 것이라는 것은 상상도 못 했죠. 

미래에는 전화기를 들고 다닐 거야 라는 말에 모두들 말도 안 된다고 웃었고 

지금처럼 스마트폰으로 인터넷 검색은 물론 은행업무까지 가능한 것은 꿈같은 얘기였습니다. 

하지만 모든 상상은 현실이 되었죠. 

 

내 자동차와 가정에서 아주 얇은 태양전지를 부착해 전기를 만들어서 사용하고,

전기를 많이 만들면 팔 수도 있고. 

미래에는 전기를 일반 사람들끼리 사고 판다는 것이 어쩌면 위험할 수도 있고 

한편으로는 그만큼 우리가 살아가는 세상에서 소량의 전기까지 사서 써야 한다는 상상에

미래가 심히 걱정되기도 합니다만, 

획기적인 기술력임에는 확실한 것으로 보입니다. 

 

우리는 10년, 20년 뒤에 어떤 세상을 살아가게 될까요?  

적어도 자동차 정도는 날아다니겠죠?