풍력및 태양광발전업체 유니슨 소개 및 인버터현황

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태양광발전이란?




태양광발전은 유니슨에서 풍력발전과 함께 추진하고 있는 신재생 에너지사업의 한 분야입니다.
이번호에서는 태양광발전이란 무엇이며, 기술전망과 태양광발전 적용 사례를 살펴보고
향후의 세계 태양광 발전 추이와 유니슨의 계획에 대해 쉽게 구성해 보았습니다.



1. 태양광발전(Photovoltaics)이란?

1.1 원리 : 태양광 발전은 태양전지(solar cell)를 이용하여 전기를 생산하는 기술입니다. 태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 반도체 소자로서 p형의 반도체와 n형의 반도체의 접합형태를 가지며 그 기본구조는 다이오드와 동일합니다.
외부에서 빛이 태양전지에 입사 되었을 때 p-형 반도체의 전도대(conduction band) 전자(electron)는 입사된 광에너지에 의해 가전자대(valence band)로 여기됩니다. 이렇게 여기된 전자는 p-형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(EHP: electron hole pair)을 생성하게 됩니다. 여기서 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 pn 접합 사이에 존재하는 전기장(electirc field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 됩니다.

1.2 장점 : 이상적인 분산형의 재생가능 에너지
무한정(한시간에 도달하는 태양에너지 129조kWh≒인류가 1년간 소비하는 에너지), 무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 불필요하고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 발전부위가 반도체 소자이고 제어부가 전자부품이므로 기계적인 진동과 소음이 없으며, 태양 전지의 수명이 최소 20년 이상으로 길고 발전 시스템을 반자동화 또는 자동화시키기에 용이하며, 운전 및 유지관리에 따른 비용을 최소화 할 수 있는 장점을 지니고 있습니다.

1.3 종류



1.4 종류별 기술전망

태양전지의 기술개발에 따른 종류별 변환효율 및 향후 2010년 예상되는 모듈가격을 아래표에 나타냈습니다. 이러한 가격 및 효율 목표를 달성하기 위한 여러 가지 혁신적인 제조 공정인 결정질 실리콘 태양전지 모듈에 대해 개발중이며, 개선된 박막기술들이 실험실 수준에서 개발중이거나 실용화단계에 있습니다.
태양전지는 단결정, 다결정, 리본형, 저가 기판상의 다결정, 구상 규소 및 집광형등의 결정질 실리콘 태양전지와, 비정질 규소, CdTe, CIS 화합물 반도체등의 박막 태양전지로 구분됩니다. 결정질 실리콘 태양전지는 현재의 변환효율 12-15%가 꾸준히 향상되어, 2010년도에는 15-23%에 이를 것으로 전망하고 있습니다. 또한 대량생산과 공정 자동화를 통한 원가절감으로 2010년의 모듈가격은 현재의 절반수준인 $2/Wp에 이를 것으로 예측됩니다. 또한 아직까지 상용화되지 않은 박막 태양전지의 상용화가 가능한 2010년에는 태양전지 모듈의 가격이 $1.2/Wp까지 내려가서 상용전원과 경쟁이 가능한 수준까지 도달할 것으로 기대됩니다.

2. 적용사례



3. 세계태양광발전사업 추이

2002년 출하량은 512MW이며 최근 5년간 연30% 성장, 2015년에는 연 20GW를 예상하고 있습니다. 그 중 일본은 1999년 미국을 추월하고 현재 OECD가입 20국이 전세계 누적보급량의 46%를 점유하고 있습니다.


4. 국내현황

현재 2012년까지 태양광전원주택 3㎾급 100,000호 보급사업(총 300㎿)과 시범사업등 국가기간산업으로 육성하기 위해 노력하고 있습니다.
발전단지 예정지인 영덕은 자사 측정결과 일사량이 164W/㎡으로 독일의 발전단지조성기준인 121-133W/㎡보다 23-35%가 높기 때문에 태양광으로는 적지인 셈입니다. 발전단가 또한 현재 716.4원/㎾h 이며 이는 독일의 0.99DM(≒597원)/㎾h원보다 높기 때문에 우리나라는 태양광발전을 하기엔 매우 좋은 조건입니다. 이런 장점에도 불구하고 우리나라는 2002년 까지 총 누적보급량이 5.42MW에 불과해 매우 미흡한 실정입니다. 또한 대부분이 가로등이나 고속도로 비상전화용으로 실질적인 주택이나 건물등에 이용되는 경우는 매우 드물었습니다. 현재 국내에 단결정 셀을 생산하는 업체는 2곳으로 총 생산규모는 3MW 정도입니다. 이 밖에 셀을 수입하여 모듈을 만들거나 전체 시스템을 설계하는 업체가 5-6곳이 있으며, 기타 인버터 및 축전지를 수입 또는 생산하는 업체들이 5-6곳이 있습니다. 세계시장을 주도하고 있는 다결정의 경우 국내 대기업에서 기술은 보유하고 있으나 현재까지 내수시장의 규모가 매우 작아 실질적으로 생산라인을 갖추고 있지는 않습니다. 그러나 정부에서 태양광 발전을 대체에너지 3대 중점지원분야로써 양성하고 있기 때문에 매우 긍정적으로 보입니다.

5. 유니슨의 계획

유니슨은 2005년말까지 영덕풍력 부지에 동양최대규모인 1.5MW 태양광 민자발전단지를 국내최초로 조성할 계획입니다. 또한 태양광발전팀을 전담 운영하여 2012년까지 정부 추진 중인 3KW 태양광주택 10만호 보급사업 및 기타 공공시설 태양광발전설치 의무화사업 등에 참여할 수 있는 기술과 협력체계를 구축하여 2005년 시장진입 후 최종 시장점유율을 30%까지 확대할 예정입니다.※ 신재생에너지사업부김현종 부장 외