[과학&미래] 일석이조 ‘논 태양광’

[과학&미래] 일석이조 ‘논 태양광’

 

출처 : 중앙일보 2019. 03. 28. 최준호 과학&미래팀장

 

‘오는 2030년까지 전체 전력량에서 재생에너지 비중을 20%까지 높이겠다.’ 2017년 말 문재인 정부가 야심 차게 내놓은 ‘재생에너지 3020’ 이행계획이다. 하지만 2017년 말 현재 재생에너지 비중은 3%대. 20%는 과연 가능한 목표일까. 그간 비판의 목소리를 내어온 야당은 물론 집권 세력 내에서도 회의적인 목소리가 나오고 있다.

지난 한 해 홍역을 앓았던 산지 태양광은 ‘자연훼손’ 비판에 움츠러들었고, 호수에 설치하겠다는 수상 태양광 역시 반대론자의 거센 목소리 쑥 들어갔다. 도대체 국토의 70%가 산지인 좁은 땅덩어리 어디에 전체 발전량의 20%를 채울 태양광 발전시설을 마련할 수 있을까.

사실 ‘꿩 먹고 알 먹는’ 아이디어가 있긴 하다. ‘영농형 태양광’이라 불리는 논 태양광이 그것이다. 논에 태양광 패널을 설치해, 쌀농사와 ‘전기 농사’를 함께 짓자는 아이디어다. 이론적으로 전국의 논을 태양광 발전으로 가득 채운다면, 국내 원전 전체 발전량의 5배에 해당하는 전기를 생산할 수 있다고 한다.

 

실제로 우리보다 국토가 넓은 일본에선 이미 꽤 많이 보급된 방식이기도 하다. 산업통상자원부에 따르면 논에 태양광 패널을 설치해도 쌀 수확은 기존의 80% 이상 거둘 수 있다고 한다. 1년 내 쌀농사를 지어봐야 빚밖에 남는 게 없다는 농촌에 영농형 태양광은 구세주 같은 소식이 아닐 수 없다. 정부 입장에서도 쌀은 남아돌아 처치 곤란이다. 지난해 8월 기준 비축된 쌀은 180만t. 보관비용만 연간 5000억원에 이른다. 정부도 농촌도 좋은 일거양득의 방법이다.

그런데 왜 이런 묘수를 놔두고 산허리를 파내거나 호수 위에서 태양광 발전을 하겠다고 난리법석일까. 원인은 농림부의 ‘소신’ 때문이라고 한다. 논 태양광을 허용하면, 야금야금 논이 줄어들어 결국엔 식량 안보에 심각한 손상을 입는다는 게 그들의 논리다. 과연 그럴까. 각종 제도와 규제를 통해 논농사를 유지하게 하는 방법도 얼마든지 있을 것이다. 애먼 탈원전 구호로 보수층의 반발을 사기보다는, 농림부라도 설득해 농촌과 태양광을 모두 살려보는 게 이 정부가 얘기하는 에너지 전환의 지름길 같다.

 

 

 

농사 지으며 전기 생산 ‘태양광 이모작’ 등장

 

출처 : 중앙일보 2017. 12. 01. 손해용 기자

일본 나라현 텐리시의 한 농가에 설치한 파루의 ‘태양광 이모작 트래커’. [사진 파루]

 

태양광 기술 기업 파루가 작물 재배와 전기 생산을 병행하는 발전 시스템인 ‘태양광 이모작 트래커’를 30일 출시했다.

 

파루, 논·밭에 설치하는 모듈 출시

 

태양광 이모작은 논·밭 등 농지 위에 태양광 발전 시스템을 설치한다. 태양광 설비 아래의 농지에서는 농사를 짓고, 농지 위의 태양광 설비에서는 발전하는 하이브리드 농법이다. 식물의 성장에 필요한 일조량을 초과하는 ‘남는 햇빛’을 가지고 전기를 생산하는 게 핵심이다. 농사와 발전에 태양광을 공유한다는 의미에서 ‘솔라 셰어링(solar sharing) 농법’으로도 불린다.

파루의 태양광 이모작 트래커(추적 장치)는 태양의 움직임을 따라 태양광 모듈이 상하좌우로 움직이게 했다. 해바라기가 태양을 따라 방향을 바꾸는 것과 비슷하다. 계절·날씨에 맞춰 발전량을 극대화하는 최적의 일사각을 유지한다. 덕분에 일반 고정식 발전시설과 비교하면 발전효율이 30% 이상 높다. 또 태풍 같은 악천후에는 모듈이 수평으로 자동 전환되는 ‘안전모드 전환’ 기능을 갖춰 자연재해로 인한 피해를 줄일 수 있다.

고정식은 모듈의 그림자가 다른 모듈을 가리는 것을 막기 위해 모듈 간 간격을 넓게 유지해야 한다. 농지 활용 효율이 떨어질 수밖에 없다. 또 모듈 하나에 다수의 지지대를 설치해야 해 사람과 농기계가 지나다니기 불편하다. 반면 파루의 트래커는 중앙지지대 1개만 설치해 콤바인·트랙터·이앙기 등 대형 농기계도 자유자재로 이동할 수 있다는 게 파루 측 설명이다.

 

파루는 지난해부터 이 제품을 일본에 수출해왔다. 일본은 태양광 이모작을 세계에서 가장 먼저 도입한 나라다. 한국도 정부가 신재생에너지 정책을 적극적으로 펴고 있는 만큼 태양광 이모작이 늘어날 전망이다. 한국은 올해 처음 한국수력원자력과 한국남동발전이 경기도 가평과 경남 고성에서 태양광 이모작 실증 사업을 진행했다.

설비 설치 전후의 쌀 수확량 차이도 크지 않은 것으로 나타났다. 일본 나라현 텐리시에 있는 한 농가에선 지난해 약 1180㎡ 규모의 논에 파루 트래커를 적용한 태양광 발전 설비를 설치했다. 이 농가의 올해 추수 결과를 설치 전과 비교하면 벼의 분얼수(이삭 수) 및 수장(이삭의 길이), 이삭당 낟알 수 등 생육 상태가 동일한 것으로 조사됐다. 쌀 수확량도 442.3㎏으로, 지난해(457.5㎏)보다 3.3% 줄어드는 데 그쳤다.

강문식 파루 대표는 “태양광 이모작은 기존 농지의 훼손 없이 농사와 태양광 발전을 병행할 수 있어 정부가 추진 중인 에너지 시프트 정책을 견인하는 대안이 될 수 있다”고 말했다.

 

 

 

'논위에 트래커'… 태양광 이모작 뜬다

농가 새로운 소득창출 효과.. 태양광 사업 신청 3배 늘어

파루, 트래커 수출길 열려

 

출처 : 파이낸셜뉴스 2018. 06. 29. 최영희 기자

지난 6월 16일 김효섭씨가 논에서 농촌태양광 실증사업을 위한 태양광 이모작 모내기를 하고 있다.

 

농촌태양광 사업이 재생에너지 보급과 새로운 농가 소득 창출이라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있을지에 관심이 모아지고 있다. 농촌태양광 사업은 별도의 농지 없이 기존 농지에서 작물 농사와 태양광 발전을 병행하도록 하는 사업이다.

 

■농촌태양광 사업 신청 건수 급증

 

26일 산업부에 따르면 지난 4월 기준 농촌태양광 사업 참여 농가는 1865호(약358MW)에 이른다. 올해 농촌태양광 사업 신청 건수는 지난해 322건 대비 3배 가량 증가하면서 농촌태양광 사업에 대한 기대감이 높아지고 있다.

 

정부는 지난해 12월 재생에너지 3020 이행계획을 통해 오는 2030년까지 전체 발전량에서 신재생에너지가 차지하는 비중을 현재 7% 수준에서 20% 수준까지 대폭 늘리겠다고 밝혔다.

 

이를 위해 태양광 30.8GW, 풍력 16.5GW를 신규 보급하고 전체 보급 목표의 6분의 1 가량인 10GW는 농촌지역 태양광 설치를 통해 달성한다는 계획이다.

 

정부가 농촌태양광 사업에 적극적으로 나서는 이유는 국토의 70%가 산지로 이뤄져 있어 태양광 발전설비가 들어설 땅이 부족하기 때문이다. 농지는 마을에서 가깝고 일조량이 풍부해 태양광 발전소가 들어서기에 가장 적합한 장소 중 하나다. 특히 기존 농지를 그대로 활용하면서 태양광 발전을 병행하며 농사와 태양광 발전이 공존하는 농촌태양광 사업은 굉장히 매력적이다.

 

정부는 농촌태양광 사업의 인기에 부응하듯 올해 농촌태양광설치 사업 진행을 위해 본예산 200억원에다 추가경정예산 200억 원을 추가한 총 400억원의 예산을 편성했다. 한국에너지공단 태양광 주택지원 예산도 작년 407억원에서 올해 700억원으로 72% 가량 증가했다. 농촌태양광 사업 확산을 위한 정부의 의지가 엿보이는 대목이다.

 

■일반인도 태양광 이모작 실증사업 나서

 

농촌태양광 사업의 핵심 기술은 '식물의 광포화점' 원리를 이용한 '태양광 이모작' 농법이다. 빛을 계속 쏘여도 더 이상 광합성 속도가 증가하지 않는 식물의 광합성 한계점인 '광포화점'을 초과하는 태양광, 즉 농사를 짓고 '남는 햇빛'을 발전에 이용하는 것이다. 농사와 발전에 태양광을 공유한다는 의미에서 '솔라쉐어링(solar sharing) 농법'으로도 불린다.

 

일본과 유럽 국가에는 이미 태양광 보급이 활성화돼 있는데, 일본은 2013년부터 태양광 이모작을 시작한 선두주자다. 일본은 농림수산성의 적극적인 지원아래 태양광 이모작을 시행한 결과, 현재 1000여 곳 이상의 영농복합형 태양광발전소를 활발히 운영하고 있다. 우리나라는 지난해 태양광 이모작을 향한 첫 걸음을 내딛었다. 한국수력원자력과 한국남동발전 등 국내 발전사는 물론, 일반 농민들도 태양광 이모작 사업에 뛰어들었다.

 

전남 순천시 농민 김효섭(46)씨는 지난해 순천시 승주군 일대 2644㎡(800평) 100kW 규모의 태양광발전설비가 설치된 논에서 본격적인 태양광 이모작에 도전하고 있다.

 

김 씨는 태양광 이모작을 위해 파루의 양축추적식트래커를 설치했다. 파루 태양광 트래커는 우리나라 기후에 맞춘 재난 대비 시스템을 갖추고 있을 뿐만 아니라 대형 농기계도 자유롭게 이동할 수 있는 구조여서 태양광 이모작에 최적화됐다는 평가를 받고 있다.

 

김 씨는 "태양광 발전을 통해 얻는 고정 월소득만 해도 250만~300만원 가량이고 연소득은 이전과 비교해 4배 이상으로 뛰었다"고 말했다.

 

올해 김 씨의 발전소에서는 파루와 순천대학교가 주관하고 농업기술원과 농업기술센터가 공동 참여하는 농촌태양광 실증사업을 추진하고 있다.

 

이미 지난 16일 태양광 이모작 모내기를 진행하며 본격적인 실증사업에 나섰다. 농촌태양광 시설이 벼 수확량과 농가수익성에 미치는 영향을 보다 객관적으로 검증하는 것이 목표다.

 

파루 관계자는 "농촌태양광이 활성화된 일본에 2016년부터 양축 추적식 파루 태양광 이모작 트래커를 수출을 시작했는데 꾸준히 수출량이 증가하고 있다"고 말했다.

 

 

 

농사짓고 전기 생산하는 태양광 이모작 트래커

 

출처 : 솔라투데이 2018. 01. 19. 이건오 기자

 

작물 농사와 전기 농사 병행 이것이 태양광 이모작!

[솔라투데이 탄소제로 이건오 기자] 태양광 이모작은 논·밭·과수원 등 농지 위에 태양광 발전 시스템을 설치한 후 태양광 설비 아래의 농지에서는 기존대로 농사를 짓고 농지 위의 태양광 설비에서는 발전을 하는 첨단 하이브리드 농법이다.

전남 순천에 시범 설치된 파루의 태양광 이모작 트래커 [사진=파루]

 

작물 농사와 전기 농사를 병행한다는 의미에서 ‘이모작’이란 표현을 쓴다. 빛을 계속 쏘여도 더 이상 광합성 속도가 증가하지 않는 식물의 광합성 한계점인 ‘광포화점’을 초과하는 태양광, 즉 농사짓고 ‘남는 햇빛’을 발전에 이용한다. 농사와 발전에 태양광을 공유한다는 의미에서 ‘솔라 쉐어링(Solar Sharing) 농법’으로도 불린다.

 

양축추적식 태양광 발전

글로벌 친환경기업 파루는 작물 재배와 전기 생산을 병행하는 영농융합형 양축추적식 태양광 발전 시스템 ‘태양광 이모작 트래커’를 국내 최초로 출시했다. 파루 태양광 이모작 트래커는 태양을 따라 고개를 돌리는 해바라기처럼 태양광 모듈이 상하좌우로 움직이면서 태양의 위치를 따라 이동하는 최첨단 양축추적식 시스템이다. 어떤 계절과 날씨에도 고감도 광센서가 태양의 위치를 실시간 추적해 태양광 모듈이 발전량을 극대화하는 최적의 일사각을 유지시켜주기 때문에 일반 고정식 대비 발전효율이 30% 이상 높다.

 

또한, 태풍 등 악천후가 발생할 경우 모듈이 수평 상태로 자동 전환되는 ‘안전모드 전환’ 기능을 갖추고 있어 자연재해로 인한 피해도 최소화할 수 있다. 태양의 위치에 따라 모듈이 이동하면서 방위각은 변하고 일사각은 일정한 수준으로 유지되기 때문에 그늘이 적어 농지 활용을 극대화할 수 있는 것도 고정식 시스템 대비 추적식이 갖는 장점이다.

 

파루 관계자에 따르면 “고정식은 모듈 그림자가 다른 모듈을 가리는 것을 막기 위해 모듈 간의 간격을 넓게 유지해야 해 농지 효율이 떨어지는 단점이 있다”며, “고정식은 하나의 모듈에 다수의 지지대를 설치하는 구조라 모듈 하부 공간이 복잡해 사람과 농기계가 지나다니기 불편하지만 파루 양축 트래커는 중앙지지대 1개만 있으면 콤바인이나 트랙터, 이앙기 등 대형 농기계도 자유자재로 이동할 수 있어 편리하다”고 설명했다.

일본 나라현에 설치된 파루의 태양광 이모작 트래커 [사진=파루]

 

태양광 이모작 선진 국가 일본

태양광 이모작은 논·밭·과수원 등 농지 위에 태양광 발전 시스템을 설치한 후 태양광 설비 아래의 농지에서는 기존대로 농사를 짓고 농지 위의 태양광 설비에서는 발전을 하는 첨단 하이브리드 농법이다. 국내에 태양광 이모작 트래커를 출시하기는 이번이 처음이지만 파루는 지난해부터 이 제품을 일본에 수출해 왔다. 일본과 유럽은 태양광 이모작이 발달했는데 특히 일본은 태양광 이모작을 세계에서 가장 앞서 도입한 나라다.

 

지난 2013년 4월, 일본 농림수산성이 농지에 태양광 설비를 설치할 수 있도록 관련 농지법을 완화하면서 일본 전역에 태양광 이모작이 보급되기 시작했다. 이는 소득과 인구 감소 등으로 위기에 직면한 농촌에 활력을 불어넣는 한편 에너지 전환을 통해 지속 가능한 국가 발전을 도모하기 위함이다.

 

태양광 발전 설비 설치 전후의 쌀 수확량의 차이도 크지 않은 것으로 나타났다. 일본 나라현 텐리시에 있는 한 농가에선 지난해 360평 규모의 논에 파루 트래커를 적용한 태양광 발전 설비를 설치했다. 이 농가의 올해 추수 결과를 설치 전과 비교했더니 벼의 분얼수(이삭수) 및 수장(이삭의 길이), 이삭 당 낟알 수 등 생육 상태가 동일한 것으로 조사됐다. 쌀 수확량도 442.3kg으로 지난해 457.5kg 대비 96.7%인 것으로 집계됐다.

 

파루 관계자는 “일본 농촌 태양광 사업이 성공한 배경에는 일본 정부의 농지법 규제 완화가 있었다”며, “한국은 현행법 상 농업진흥지역 내에서는 자가용 태양광 발전은 허용되지만 상업용 발전은 입지가 불가능해 농촌 태양광 사업 확대를 위한 농지법 개정이 시급하다”고 지적했다. 현재 진행 중인 농촌 태양광 실증사업들도 모두 2013년 말 농림축산식품부에서 개정·공포한 ‘농지법 시행령 및 시행규칙 개정안’에 따라 한시적으로 농지 전용 허가를 받아 진행되고 있기 때문이다.

 

이 같은 여론이 확산되면서 정부도 농지법 개정 움직임을 보이고 있다. 산업통상자원부는 지난 12월, 절대농지더라도 염해농지 등 비우량농지인 경우 발전 사업을 할 수 있도록 농지법을 개정하고 관련 규제를 대폭 완화하는 등의 내용을 골자로 하는 ‘재생에너지 3020 이행계획’을 발표하면서 농촌 태양광 사업을 적극 지원할 예정이라고 밝혔다.

 

전남 순천에 시범 설치된 파루의 태양광 이모작 트래커 [사진=파루]

 

농가 참여형 태양광 발전소

올해 국내에서는 처음으로 한국수력원자력과 한국남동발전이 각각 경기도 가평과 경상남도 고성에 태양광 이모작 실증 사업을 진행했다. 한국수력원자력이 지난 6월부터 경기도 청평수력발전소 인근 약 600평 규모 논에서 운영 중인 73kW 용량의 농가 참여형 태양광 발전소에는 파루의 고정식 태양광 장비가 적용됐다.

 

파루 강문식 대표는 “태양광 이모작은 기존 농지의 훼손 없이 농사와 태양광 발전을 병행할 수 있어 정부가 추진 중인 에너지 시프트(Energy Shift) 정책을 견인할 수 있는 가장 효과적이고 현실적인 대안”이라며, “태양광 보급이 활성화된 일본과 유럽 국가들은 농가가 태양광 사업에 적극적으로 참여해 높은 농업외 소득을 창출하고 있는 만큼, 우리나라도 태양광 이모작 사업 확산을 위한 제도적·사회적 여건 조성을 서둘러 농가가 농촌 태양광 사업의 실질적인 수혜자가 되도록 해야 한다”고 말했다.

 

통계에 따르면 국내의 경우 태양광 발전 설비의 63%가 농촌지역에 설치되고 있지만 주로 외지인 주도로 추진되는 까닭에 태양광 발전 사업을 통한 농가 소득 증대 효과는 미미한 실정이다. 파루 관계자는 “농촌은 도시보다 더 빠르게 고령화되고 있다”며, “일손은 부족하고, 쌀의 수익성은 떨어지고, 안정적인 농가 소득을 기대하기 어렵다”고 말했다.

 

이어, “농촌을 보호하고 지속가능한 농업을 이어가기 위해서 농촌의 새로운 활로 모색이 시급하다”고 뜻을 전했다. 파루 관계자는 “농지는 특성상 마을에서 가깝고 일조량이 풍부하기 때문에 태양광 발전소가 들어서기에 최적의 장소”라며, “국토의 70%가 산지여서 대규모 신재생에너지 발전 설비가 들어설 땅이 부족한 우리나라의 경우, 태양광 이모작 사업 활성화를 통해 농촌과 도시, 노인과 청년 등 모두가 상생하는 방안을 모색할 수 있을 것”이라고 전했다.

 

투자비 회수 2년 이상 단축

파루는 추적 장치 기술과 관련해 국내외 각종 기술특허와 12개국에서 865MW 이상의 태양광 발전 시스템 설치 실적을 보유하고 있는 글로벌 태양광 기술 기업이다. 특히, 양축 트래커 부문에서는 세계 최고 수준의 독보적인 기술력을 자랑한다.

 

파루 관계자는 “파루의 양축 트래커를 사용해 발전소를 건립할 경우 고정식 대비 15~20% 정도의 초기 투자비용은 높아질 수 있으나 고정식 대비 30% 이상의 발전 효율로 투자비의 회수 기간을 2년 이상 단축시켜주는 경제적인 효과를 볼 수 있다”며, “파루 트래커는 전 세계 12개국의 품질테스트와 각종 국내외 특허 및 인증, 3차원 구조해석(CAE)을 통한 최적화된 구조설계, 신뢰성 및 품질에 대한 국제 기술 실사(Black & Veach)를 완료하는 등 각종 품질테스트를 거친 태양광발전소에 최적화된 시스템”이라고 소개했다.

 

미국 텍사스 지역에 세계 최대 400MW 양축 추적식 태양광발전소가 세워졌는데 이는 파루의 양축 트래커로 완공됐다. 파루 관계자는 “투자의 귀재 워렌 버핏이 4,529억원에 알라모6 발전소를 인수했고 파루 양축 트래커가 미국 NBC 뉴스에서 텍사스 대표 태양광발전소로 집중 보도되는 등 우수성과 신뢰성이 입증됐다”고 말했다.