세계 신기록 달성! <한화큐셀 다결정 태양광모듈> 효율성을 증명하다.

석탄보다 태양광 발전이 발달된 두바이!

사막 위에 우뚝 솟은 도시, 석유가 콸콸 쏟아지는 도시, 세계 최고 높이 건축물이라는 부르즈 할리파가 있는 곳이자 보기만 해도 시원해진다는 분수 쇼 등 볼거리가 가득한 곳. 두바이!

두바이는 2050년까지 전력 공급의 75%를 신재생에너지로 대체한다는 계획이 세워졌다.

두바이는 사막이라는 입지 조건이 있어 강렬한 태양을 맘껏 이용할 수 있다. 두바이의 수전력청(DEWA)은 얼마 전 스페인 FRV·마스다르 컨소시엄과 대규모 태양광 발전 단지 계약을 맺었다. 두바이 외곽 모하마드 빈라시드 알막툼 솔라파크에 800㎿급 태양광 발전소를 짓는 공사이며 발전단가는 ㎾h당 2.99센트로 세계 최저가라고 한다. 이 가격은 여태까지 세계 최저가였던 두바이의 태양광 발전 단지 2단계 사업의 발전단가인 ㎾h당 5.84센트의 절반 수준이며, 완공될 경우 단일 태양광 발전 단지 중 발전 규모로는 세계 최대이고 발전량은 5천㎿로 원자력 발전소 4기가 만들 수 있는 전력량이라고 한다.  그렇게 된다면 두바이는 가장 높은 건물, 가장 큰 태양광 발전 단지, 가장 낮은 태양광 가격 등이 있는 '기록 보유의 도시'라고 할 수 있게 된다.

이처럼 두바이는 태양광 발전 단가가 낮은 것은 물론, 입지 조건 역시 좋아 태양광 발전이 각광받고 있는데, 두바이 외의 많은 나라에서도 단가가 경제적인 태양광 발전을 사용하고 있는 나라는 많다. 

최근 4년 사이 전 세계 태양광 평균 발전 단가는 절반가량 줄어들었다. 한국수출입은행 해외경제연구소에 따르면 시간당 1MW 생산을 기준(MWh)으로 전 세계 평균 태양광 발전 단가는 2012년 184달러에서 올해들어 99달러로 떨어졌다. 그에 비해 석탄 발전의 단가는 MWh당 40∼80달러였다. 국가별로 살펴본다면,

올해 1분기(1∼3월) 태양광 발전 단가가 멕시코는 35.5달러, 두바이는 29.9달러였으니 이들 국가에서는 부럽게도 태양광 발전이 이미 석탄 발전보다 경제적인 전력 생산 방법이 되었다고 할 수 있다.

대한민국은 어떠할까?? 우리나라의 태양광 발전 단가는 MWh당 120∼140달러인데 이는 태양광 발전 단가를 결정짓는 요소가 다르기 때문이다. 그 요소로는 모듈을 설치할 수 있는 ‘땅 면적’과 햇빛이 잘 드는 ‘발전 시간’을 꼽을 수 있는데, 우리나라는 땅값이 비싼 것은 물론 중남미, 아프리카 등 뜨거운 지역의 발전 시간이 하루 6시간인 데 비해 발전 시간도 하루 3.5시간에 불과하기 때문이다.. 또한 화력발전과 원자력발전 의존도가 높고 재생가능에너지 확산에 친화적이지 않은 에너지 정책도 이유 중 하나라고 말할 수 있다. 

때문에 세계 평균과 비교했을 때 우리나라가 좋은 성적을 올리고 있는 것은 아니다.. 그럼에도 국내 태양광 발전 신규 설치 용량은 지난해 1GW로 역대 사상 최고치를 기록했고, 올해에는 약 1.2GW로 작년 기록을 깰 것으로 예상되고 있다. 이미 많은 시장 조사업체들은 2020년 이후에는 태양광 발전이 가장 경쟁력 있는 발전원이 될 것으로 보고 있다. 또한 2025년경에는 석탄발전보다 더 저렴한 에너지원이 될 것으로 예상하고 있는데, 올해가 2017년이니까 10년도 채 남지 않았다! 그때까지 태양광 발전의 연평균 성장률은 무려 20% 전후가 될 것이라고 하니, 정말 놀라운 상황이다. 

앞서 말한 것 처럼 10년 후에는 태양광 발전이 가장 효율적인 발전원이 된다고 한다. 이처럼 태양광 발전이 급속도로 성장하고 있는 가운데 일면에서는 부정적으로 '태양광은 효율이 좋지 않다?’ 라는 의문을 제기하기도 한다. 하지만 이 부분은 걱정하지 않아도 된다. 태양광 패널(모듈)의 효율개선이 빠르게 진행되고 있기 때문이다. 

최근 독일 프라운호퍼 연구소를 통해 한화의 다결정 태양광 모듈이 효율 19.5%를 달성해 세계 신기록을 세웠다는 사실이 공식 확인되었다. 이 태양광 모듈에는 한화 자체 기술인 ‘퀀텀(Q.ANTUM) 테크놀로지'가 적용되었다. 

기존 다결정 셀은 단결정 셀에 비해 전환 효율이 떨어지지만 퀀텀 테크놀로지는 셀 뒷면에 방지막을 추가해 출력 손실을 막고 셀 내 흡수율을 증가시켜 효율을 극대화하였다고 한다. 태양광 셀 뒷면에 알루미늄 막을 입히면 빛이 전지 내부에 더 오래 머물 수 있게 되는 것이다.  태양에너지를 전기로 바꾸는 비율을 전환효율이라고 하는데 일반 셀의 전환효율이 17~18%대인 것에 비해 퀀텀 셀의 효율이 19.5%로 더 높은 이유는 바로 이와 같은 기술 원리 때문이다. 퀀텀 셀의 경우 당연히 시장에서 더 나은 기술로 인정받기 때문에 통산 10% 안팎의 가격 프리미엄이 더 붙는다고 한다.

출처: http://blog.hanwhadays.com/3747 [한화데이즈]