수상태양광의 오해와 진실

수상태양광의 오해와 진실

16기 김건형, 16기 홍인설, 16기 김미림

태양광 발전 하면 넓은 지대 혹은 건물 지붕에 부착 되어 있는 것으로 흔히 생각할 수 있다. 하지만 최근 저수지 수면 위 플로팅 장치에 태양 전지판을 설치하여 전기를 생산하는 수상태양광이 또 다른 태양광 발전 방법으로 소개되고 있다.

수상태양광 모듈

출처 : NEWSIS

수상 태양광 발전은 산지나 농지 대신 수면이 안정적인 저수지에 태양광 패널을 설치하여 발전하는 방식이다. 육상 태양광을 설치 할 유휴지가 부족한 대신 저수지가 많은 우리나라의 환경에 적합한 발전 방식이라고 볼 수 있다. 수상 태양광 발전의 경우 수면에 반사된 태양광이 다시 태양광 모듈에 모여 발전효율을 높일 수 있고 또한 냉각효과로 인해 셀 온도가 높아져 발전효율이 떨어지는 육상 태양광 보다 약 10% 더 좋은 효율을 보이고 있다.

 최근 이러한 장점들을 고려하여 우리나라에서도 새만금 수상 태양광 발전 사업을 추진중이다. 위 사업은 새만금호의 약 30(여의도 면적의 10배, 약 100만 가구에 전력공급 가능)를 활용하여 세계 최대인 2.1GW의 수상태양광 발전단지를 조성하는 것을 목표로 진행중이였다.

 하지만 수상태양광은 최근 수질/수생태계 문제, 빛 반사 문제, 폐모듈 문제 등 여러 논란들이 일고 있다. 그로인해 새만금 지역민들이 수상 태양광 발전 사업에 대한 반대 의견들을 내놓았고 지자체와 새만금개발공사, 지역민간의 협의가 다시 이루어지는 과정에서 사업에 브레이크가 걸리기도 했었다. 수상태양광에 대한 각 논란들의 오해와 진실들을 보며 수상태양광, 새만금의 입장을 살펴보겠다.

 

논란 1. 수질 및 수생태계 문제

 

 새만금 주민들은 방조제가 생긴 뒤 이미 바다가 오염되고 해양 생태계가 망가진 현실을 들춰내며 수상 태양광 발전 사업을 더욱 반대하고 있다. 이미 오염된 바다에 태양광 패널까지 설치하면 바다의 오염은 걷잡을 수 없을 것이라는 의견이다.

 수상 태양광 발전 시설이 수질에 미치는 영향을 2011-2012 1차 환경조사, 2013-2014 2차 환경조사의 결과를 비교한 결과 결론적으로 수상 태양광 발전 시설이 수질과 수생태계에 미치는 영향은 미비하다. 수질 측정 지표인 수온, DO(용존산소량), BOD(산소요구량), ph, TOC(총유기탄소량), SS(부유물질량), T-P(총인), T-N(총질소), Chl-a등의 조사 결과 1차와 2차의 결과 차이가 적었으며 수질 오염도도 대부분 매우 좋음 수준 그대로를 유지하였다.

 수생태계 문제 또한 저서수무척추동물의 경우 2종만이 출현하여 합천호 내의 생물상이 매우 단조롭고 빈약한 것으로 확인되었지만 수상태양광 발전시설 조사지점 및 그 외의 대조지점 간 출현종 수 및 개체수 현존량에 있어서 뚜렷한 차이는 확인되지 않았다. 그리고 빛 반사에 의해 회피성을 보이는 조류가 주요 영향대상 생물이라고 판단했으나 수상 태양광 발전시설에 의한 개체수 감소는 없는 것으로 판단되었다. 이렇게 수질, 조류, 육수동물(어류, 저서무척추동물) 및 식물플랑크톤에 대한 분석 결과 2011~2012년도 조사결과와 차이를 보이지 않았으며 태양광발전시설에 의한 특이영향은 발견되지 않은 것으로 나타났다.

수상 태양광 발전은 산지나 농지 대신 수면이 안정적인 저수지에 태양광 패널을 설치하여 발전하는 방식이다. 육상 태양광을 설치 할 유휴지가 부족한 대신 저수지가 많은 우리나라의 환경에 적합한 발전 방식이라고 볼 수 있다. 수상 태양광 발전의 경우 수면에 반사된 태양광이 다시 태양광 모듈에 모여 발전효율을 높일 수 있고 또한 냉각효과로 인해 셀 온도가 높아져 발전효율이 떨어지는 육상 태양광 보다 약 10% 더 좋은 효율을 보이고 있다.

 최근 이러한 장점들을 고려하여 우리나라에서도 새만금 수상 태양광 발전 사업을 추진중이다. 위 사업은 새만금호의 약 30(여의도 면적의 10배, 약 100만 가구에 전력공급 가능)를 활용하여 세계 최대인 2.1GW의 수상태양광 발전단지를 조성하는 것을 목표로 진행중이였다.

 하지만 수상태양광은 최근 수질/수생태계 문제, 빛 반사 문제, 폐모듈 문제 등 여러 논란들이 일고 있다. 그로인해 새만금 지역민들이 수상 태양광 발전 사업에 대한 반대 의견들을 내놓았고 지자체와 새만금개발공사, 지역민간의 협의가 다시 이루어지는 과정에서 사업에 브레이크가 걸리기도 했었다. 수상태양광에 대한 각 논란들의 오해와 진실들을 보며 수상태양광, 새만금의 입장을 살펴보겠다.

 

합천호 수상태양광 발전시설 및 하류역 환경모니터링 조사결과

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출처: 노태호,강광규,전동준,신경희,유미나 (2014).수상태양광 발전사업 환경모니터링 및 환경적 안전성 검증.

또한 최근 2018년에 경기도와 경상북도에 위치한 농업용 저수지 3개소를 대상으로 발전시설이 설치된 지점(차광구역)과 발전시설로부터 일정거리만큼 분리된 지역(비차광구역)을 2년 동안 현장조사를 실시한 조사 결과에서도 광구역과 비차광구역 간의 수온, pH, DO, COD, T-N, T-P, Chl-a, BGA의 유의미한 차이가 확인되지 않았다. 현재 설치되어있는 수상태양광 발전 시설은 설치된 지역 수질에 많은 영향을 주지 않는다. 합천호의 경우 태양광 패널 설치 면적이 전체의 0.029% 이지만 새만금 사업과 같이 대규모로 설치 했을 경우(새만금 총 면적의 9.4%)의 환경 조사는 아직 이루어지지 않았다. 조사를 한 연구원들도 수질 오염과 수생태계 문제는 오랜 시간동안 지켜봐야 한다며 결론을 짓는다.

 

논란 2. 빛 반사 문제

 

 또한 태양광 패널이 인근 마을이나 도로에 눈부심을 일으키는 것이 아니냐는 논란이 나오고 있다. 하지만 태양광 패널의 목적은 태양광을 흡수해 빛을 전기에너지로 변환하는 것이라서 태양광 패널은 빛을 반사하는 대신 흡수하도록 설계되었다.

태양광 패널 흡수 기술

출처 : Roger, D C

 

위 그림처럼 태양광 패널은 빛을 흡수하고 반사를 최소화하기 위해 반사 방지 코팅 및 스티플링 과정을 거친다. 이때 스티플링 과정이란 표면을 거칠게 하는 처리법인데 이때 스티플링된 표면으로 햇빛이 입사할 경우 여러 방향으로 확산 반사해 반사가 여러 방향으로 흩어져 발생할 경우 눈부심이 발생하지 않는다.

일반물질의 햇빛 반사율

출처 : Roger, D C

위에 참고자료를 보면 실제로 태양광 패널의 햇빛반사율은 물과 비슷하여 약 2%로 다른 물질들의 표면보다 훨씬 작다.

 

논란 3. 수상태양광 모듈세척

흔히 수상태양광 설치 반대 의견측이 제시하는 모듈 세척 과정에서의 환경 오염에 대해서 이야기해보고자 한다. 이들은 대부분 태양광 모듈을 세척할 때 독성 세제를 사용해야하기 때문에 토양이나 수질이 오염된다고 주장한다. 모듈의 패널에 이물질이 쌓이게 되면 발전효율이 급감하기 때문에 특수한 물질로 세척을 해주어야 한다고 주장하는 것이다.

태양광 모듈 관리 요령

출처 : 한화 큐셀

그러나 아래와 같이 한화큐셀에서는 설비 사용 지침에서 특수처리 전방유리에는 공격성 및 마모성이 있는 세척제나 화학약품을 사용해서는 ‘절대로’ 안된다고 명시하였고, 특수처리 전방유리를 세척할때는 물을 사용할 것을 권장하고 있다. 또한 최근 설치된 국내 최대의 청풍호 수상태양광 발전소에는 육상과 다르게 셀과 셀을 연결하는 전선을 납에서 주석으로 바꾸고 수명이 다하였을 때 재활용이 가능한 부품을 쓰기 때문에 환경오염에 대해서 철저히 대비했음을 알 수 있다.그렇기에 한국화학융합연구원, 한국에너지기술평가원에서도 자연세척이 가능하기 때문에  수상 태양광 모듈은 환경 오염과는 무관하다고 평가를 받은바 있다.

논란 4. 철거문제

태양광 폐 모듈 예상추이

출처 : 한국농어촌공사

 현재 국내에서 발생하는 사용 후 태양광모듈의 양이나 처리량은 구체적으로 집계되고 있지 않다. 현 시점에서 사용 후 모듈 형태는 크게 3가지 유형으로 분류할 수 있다. 노후화 물량과 발전시설 교체 제품, 그리고 모듈 제조공정 중 폐기분(scrap)이 여기에 해당한다. 현재 사용 후 모듈 처리는 일반 철거업자 혹은 태양광 사용 후 모듈 전문 처리 재활용 업체를 통해 진행되고 있다.｢폐기물관리법｣ 제25조에 따라 폐기물 운반･처리･종합 재활용 허가를 받은 업체를 통해 태양광 사용 후 모듈 처리가 이루어지고 있다. 통상 건설폐기물 전반을 취급하는 일반철거업자가 접근성 측면에서 유리하기 때문에 철거과정에 참여하게 된다. 이러한 경우 사용 후 모듈의 특성에 대한 세심한 고려 없이 일반적인 건설폐기물을 취급하는 방식으로 처리가 이루어진다. 반면, 태양광 사용 후 모듈을 전문으로 다루는 재활용업체가 철거하는 경우 파손을 최소화하고 기존 형태를 유지하는 방식으로 철거를 진행하게 된다.이 경우 수거된 모듈은 단순 세척 등의 공정을 거친 뒤 재사용을 목적으로 개발도상국 등지로 수출되고 있다. 따라서 태양광 모듈의 재활용 방식은 전문 철거업체가 모듈을 재활용하는 방식을 지향해야 할 것임을 알수 있다.

이처럼 대규모로 이루어지는 수상태양광 발전 사업은 우리나라뿐 아니라 세계적으로도 처음이라 여러 논란들과 서로 타협이 안 되는 점들이 많고 그로인한 오해와 논란들로 인해 잠시 사업에 브레이크가 걸리기도 했었다. 소규모 수상태양광의 자료만 가지고는 판단하기에 섣부르다고 볼 수 있다. 하지만 이 가이드라인으로 본 조사 결과 수상태양광이 미치는 영향은 미비하여 앞서 말했던 논란들을 잠재울만한 결과를 낳고 있다. 다행히 최근 지자체와 지역민들의 협의가 잘 이루어져 새만금호 수상 태양광 사업은 다시 순항할 것으로 보인다. 새만금개발공사측은 앞으로도 새만금청과 전북도 등 유관기관과 협력해 새만금 사업을 효율적이고 신속하게 진행할 수 있도록 노력하고 사업에 참여한 모든 기업들과 지역주민들의 수익성 확보가 가능하도록 상생과 협력을 통해 성공적인 사업추진을 이끌겠다며 자신들의 포부를 밝혔다. 현재 정부에서도 수상태양광 전용 모듈 인증 기준 등을 수립 중에 있으며, 향후 관련 기준들이 마련될 것으로 생각된다. 앞으로도 지차제, 정부, 지역민들간의 충분한 소통을 기반으로 신중하게 정책과 협의점들을 채택 후에 재생에너지 사업을 이어간다면 순조롭게 재생에너지 사업이 이루어 질 것으로 보인다. 이번 새만금 수상 태양광 사업이 재생에너지 사업의 좋은 예시가 되기를 바란다.

출처 :

1.군산시민신문 (http://www.gssimin.co.kr/ynews/ynews_view.php?code=NS03&pid=15237) ,

2.노태호,강광규,전동준,신경희,유미나 (2014). 수상태양광 발전사업 환경모니터링 및 환경적 안전성 검증.

3.한국환경정책평가연구원 주진철, 전준영, 허남주, 이승헌, 최선화, 허준욱, 최지웅 (2018). 수상태양광 발전시설이 농업용 저수지의 수질 및 수생태계에 미치는 영향 평가. 한국신재생에너지학회 학술대회논문집,

4.52-52 에코뷰/태양광의 눈부심 오해를 둘러싼 과학적 근거/2018.8.9