철도 위에 태양광 패널을?

철도 위에 태양광 패널을?

대학생신재생에너지기자단 21기 박도현, 김수현

 

태양광을 비롯한 신재생에너지 사용 증가와 다양화

신재생에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함해 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지이다. 지난 10년간 세계 각국의 에너지원이 다양화되면서 신재생에너지의 비중이 높아지고 있다.

화석연료의 고갈로 인한 자원 확보 경쟁 및 고유가의 지속 등으로 에너지 공급 방식의 다양화와 함께 기후변화협약 등 환경규제에 대응하기 위한 청정에너지 비중 확대의 중요성이 증대되고 있다. 신재생에너지산업은 IT, BT, NT 산업과 더불어 차세대 산업으로 시장규모가 급격히 팽창하고 있는 미래산업으로 많은 주목을 받으며 사용량이 증가하고 더 다양한 형태로 성장하고 있다.

그중 태양광 산업은 국가의 새로운 성장 동력을 확보하고 고용을 창출해 경제 활성화에 기여할 수 있는 신산업으로 큰 인기를 끌고 있다. 또한 태양광은 지속적인 기술혁신으로 제품 성능 (모듈, 발전량)이 향상되고 제품 가격이 하락해 발전단가가 지속적으로 개선되고 있다.

 

철도 위 설치하는 태양광 발전 기술 소개 및 장단점

 

[자료1. 태양광 패널 설치 모습]

출처: 경향신문

재생에너지 발전 비율이 높은 유럽에서는 환경 훼손을 최소화하면서 전기를 생산하는 다양한 방법이 도입되고 있다. 그중 최근에 큰 주목을 받고 있는 것은 철도를 이용한 태양광 발전이다.

 태양광 패널을 기찻길 위에 깔면 철도 전력의 25% 감당할 수 있다고 한다. 즉, 레일과 레일 사이 침목 위 패널을 통해 전기 생산이 가능하다는 것이다. 독일과 스위스의 철도에는 이미 200km 구간에 발전 시설이 설치돼 있다. 유럽과 같은 방식의 철도 태양광을 설치할 수 있는 철도 길이는 약 6600km에 이른다.

전 세계적으로 재생에너지 개발에 몰두하면서 도로변, 농장, 주차장 심지어는 수면 위 등 태양광 패널은 다양한 곳에 설치되고 있다. 다만, 자연이나 건축물의 미관을 해치거나, 건물 규제 등의 문제로 태양광 패널 설치가 불가능한 지역도 많다. 이 구간에 모두 태양광 패널을 설치하게 된다면 연간 1.7TWh의 전력을 생산할 수 있다는 결과가 나왔다.

이러한 태양광 발전의 가장 큰 장점으로는 대중교통으로서의 수송 분담률을 높이는 동시에 자기의 에너지원을 재생에너지로 바꾸면 온실가스를 줄이는데 큰 효과가 있다는 것이다. 하지만 국제철도연합(UIC)는 “해당 프로젝트가 흥미롭긴 하지만, 장점만 있는 것은 아니다. 열차의 이동으로 패널에 미세한 균열이 생기면서 화재를 유발할 수 있고, 빛을 반사해 기관사의 주의를 분산시킬 수 있다.”고 우려했다. 이에 한 철도 태양광 업체 관계자는 “자사 패널이 기존 패널보다 내성이 뛰어날 뿐 아니라, 반사 방지 필터를 장착하고 검은색으로 제조함으로써 빛 반사 위험을 방지할 수 있다”고 말했다.

 

철도 태양광 발전 해외 사례

 [자료2. 스위스 기업 선 웨이즈가 구상한 전용 열차가 태양광 전지판을 잇따라 설치하는 상상도]

출처: 경향신문

스위스 신생 벤처기업인 선 웨이즈는 최근 태양광 전지판을 철로 사이에 여러 장 깔아 전기를 생산하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 선 웨이즈는 "태양광 전지판을 지금처럼 산이나 들에 기둥을 박아 지붕처럼 세운다면 태양광 전지판을 설치하기 위해 산림을 밀어내는 등 환경 문제를 일으킨다는 문제가 있지만 철로 사이에 태양광 전지판을 깔면 이런 문제가 사라진다. 땅바닥과 밀착한 철로는 사람들 눈에 띄지 않아 주변 미관을 해칠 일이 없다. 경제적인 효용 가치가 있거나 환경적으로 보호해야 할 이유가 있는 곳도 아니다. ‘노는 공간’이라는 얘기다"라며 남는 공간의 활용성을 높였다고 말했다.

게다가 철로 사이는 표준 크기의 태양광 전지판을 밀어 넣기에 안성맞춤이다. 선 웨이즈는 자신들이 설치하는 태양광 전지판의 폭이 1m, 길이가 1.7m라고 밝혔다. 전 세계에서 가장 많이 사용하는 철로 폭은 1.435m이다. 태양광 전지판을 깐 뒤 도구를 작동시켜 설치 작업을 할 만한 공간적인 여유가 충분하다. 선 웨이즈는 전용 장비를 갖춘 열차를 이용해 자동으로 태양광 전지판을 설치할 수 있다고 설명했다. 사람이 열차를 슬슬 몰고 가기만 하면 알아서 철로 사이에 태양광 전지판이 쏙쏙 들어간다는 뜻이다.

선 웨이즈는 총 길이 5317㎞에 이르는 스위스 내 철도망에 태양광 전지판을 깐다면 축구장 760개에 맞먹는 면적을 확보할 수 있다고 봤다. 이렇게 해서 생산할 수 있는 전력은 연간 1TWh(테라와트시)로 선 웨이즈는 추산했다. 스위스 전체 전력 수요의 2%다. 대형 발전소 몇 개에 해당하는 전력량을 철로 사이에 깐 태양광 전지판에서 뽑아낸다는 뜻이다.

영국과 이탈리아 기업도 유사한 연구를 하고 있다. 하지만 스위스 로잔연방공대 연구진과 협력 중인 선 웨이즈는 태양광 전지판을 손쉽게 자동 설치할 수 있는 이번 기술로 특허를 얻었다.

선 웨이즈는 회사 공식 자료를 통해 “유럽에는 26만㎞, 전 세계적으로는 100만㎞의 철로가 있다”며 “행정적인 허가만 받는다면 2030년까지 유럽 내 철로 수백㎞에 태양광 전지판을 설치할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 선 웨이즈는 우선 올해 5월 스위스 서부의 한 기차역 근처에 태양광 전지판을 처음 설치할 계획이다.

 

마무리

태양광 발전에 대한 연구가 진행됨에 따라 현재 다양한 형태의 태양광 발전이 이루어지고 있다. 오늘 소개했던 철도와 접목된 태양광 발전과 같이 우리가 사용하지 않던 공간을 이용한 친환경 에너지 발전이 많이 연구되기를 기대한다. 또한 우리 역시 평소에 미처 생각지 못했던 공간을 한번씩 돌아보면 어떨까? 그곳이 또 하나의 새로운 에너지 발전 공간이 될지도 모른다.

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태양광에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "물 위 발전, 수상 태양광", 21기 조채완, https://renewableenergyfollowers.org/3705

물 위 발전, 수상 태양광

2. "점점 더 얇아지는 태양전지", 21기 마승준, https://renewableenergyfollowers.org/3886

점점 더 얇아지는 태양전지

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참고문헌

[철도 위 설치하는 태양광 발전 기술 소개 및 장단점]

1)국가미래연구원,“신재생에너지 현황과 미래”, ifPOST, 2021.06.19

https://www.ifs.or.kr/bbs/board.php?bo_table=research&wr_id=772

2)김민욱, “기찻길 위에만 태양광 깔아도 철도 전력 25% 감당한다.:, mbcnews, 2023.04.17

https://imnews.imbc.com/replay/2023/nwdesk/article/6474926_36199.html

3)한국전력공사, “신재생에너지란”, KEPCO, https://home.kepco.co.kr/kepco/SM/C/htmlView/SMCCHP001.do?menuCd=FN29030304

[철도 태양광 발전 해외 사례]

1)남예은, 철로 위 태양광 패널 전력 생산 문제 없을까, 뉴스펭귄, 2023.03.15

https://www.newspenguin.com/news/articleView.html?idxno=13735

2)정이안, 철길에 패널 심어 태양광 발전... 스위스의 도전, SPUTNIK, 2023.03.24

https://sputnik.kr/news/view/6532