태양광 발전의 문제점과 개선방안은 태양광 발전이 깨끗하고 지속가능한 에너지원으로 각광 받고 있는 현실에서 중요합니다 . 화석 연료 의존도를 줄이고 탄소 배출을 감소시키는 데 필수 불가결한 요소입니다. 그러나 더 널리 보급되기 위해서 해결해야 할 여러 가지 문제점이 존재합니다. 이 글에서는 태양광 설치를 방해하는 주요 문제점과 이를 해결할 방법에 대해 알아보겠습니다.
1. 태양광 발전의 문제점
(1) 발전 낮은 효율과 날씨 변화 문제
- 태양광 패널의 평균 변환 효율은 15~22% 정도로, 태양 에너지를 100% 활용하지 못합니다.
- 또한 흐린 날씨나 밤에는 발전량이 급격히 줄어들기 때문에 안정적인 전력 공급이 어렵습니다.
(2) 설치 공간 문제
- 태양광 패널은 넓은 면적이 필요하기 때문에 도심 지역이나 협소한 공간에서는 설치가 쉽지 않습니다.
- 또한 산림을 개간하여 태양광 설비를 세우는 경우 환경 파괴 논란이 발생할 수 있습니다.
(3) 초기 설치 비용 문제
태양광 발전 시스템을 구축하려면 패널, 인버터, 배터리 등의 장비가 필요하며, 초기 비용이 높아 개인이나 중소기업이 쉽게 도입하기 어렵습니다.
(4) 폐 패널 폐기 문제
- 태양광 발전의 문제점은 태양광 패널의 평균 수명은 약 25~30년으로, 시간이 지나면 폐 패널이 대량으로 발생하게 될 것입니다.
- 패널에는 유리, 실리콘, 알루미늄 외에도 카드뮴이나 납 같은 중금속이 포함되어 있어 적절한 처리가 필요합니다.
(5) 에너지 저장 문제
- 태양광의 에너지 변환은 낮 동안만 이루어지기 때문에 야간이나 흐린 날에도 전기를 사용할 수 있도록 저장할 필요가 있습니다.
- 그러나 대용량 배터리는 가격이 비싸고 효율성이 낮아 아직까지 한계가 있습니다.
(6) 전력 송전망의 부재
- 태양광 발전의 문제점은 남부 지방이 도시가 집중된 중부 지방보다 연중 일일 발전 가능 시간이 길어 태양광 발전량이 많은데도 전력을 공급할 공급 라인이 없어 생산된 전력을 판매할 방법이 없습니다.
(7) 미니 태양광 설비 장려책의 부족
- 개인이 계통연계형 미니 태양광 설비를 한 두개 설치할 때 장려금이 지급되지만 추가로 설치할 경우는 해당되지 않아 추가 설치를 유인할 장려책이 부족합니다.
- 계통연계형 미니 발전 설비 한 두개(300W~600W)를 설치 하더라도 가정에서 소비되고 남는 잉여 전력은 한전의 전력망에 공급 되더라도 한전의 이익이 될 뿐 전기료 차감의 효과가 없습니다.
- 따라서 추가로 설치를 유도할 유인책이 필요합니다.
2. 태양광 발전의 문제점 해결방안
(1) 태양광 패널 기술 혁신
- 현재 연구 중인 페로브스카이트 태양전지나 양면형 태양광 패널을 활용하면 발전 효율을 획기적으로 높일 수 있습니다.
- 특히 페로브스카이트 태양전지는 제조비용이 저렴하고 변환 효율이 높아 차세대 태양광 기술로 주목받고 있습니다.
(2) 건물과 도심 공간활용 및 전력 전송 기술개발
- 주택과 건물 옥상, 처마, 유리창, 벽면 등에 설치하는 건물 일체형 태양광(BIPV) 기술을 적극 활용하고, 바다위와 황무지, 도로, 주차장, 방음벽 등에도 설치한다면 공간 부족 문제를 해결할 수 있을 것입니다.
- 또한 무선 장거리 전력 전송 기술을 개발하여 대기권 밖이나 사막등 도시에서 먼 거리에 태양광 설비를 설치 할 수 있다면 공간 문제를 해결할 수 있을 것입니다.
(3) 정부 지원 확대 및 제도 개선
- 태양광 발전의 해결을 위해 정부에서 태양광 설치 보조금과 세금 감면을 확대하고, 재생에너지 의무 할당제(RPS), 새로운 정책들을 개발한다면 태양광 발전의 보급률이 더욱 증가할 것입니다.
- 기업이 친환경 에너지를 적극 도입하도록 인센티브를 제공하는 정책도 필요합니다.
(4) 폐패널 재활용 기술 개발
- 우선 생산자 책임제도(EPR)를 시행하여 권역별로 수거 및 폐기하게 하고, 태양광 패널을 친환경적으로 처리할 수 있는 재활용 기술을 개발해 나가야 합니다.
- 현재 패널에서 유리, 실리콘, 금속을 분리하여 다시 사용할 수 있도록 하는 연구가 진행 중이며, 이를 통해 폐 태양광 폐기물 문제를 해결해 나갈 수 있을 것입니다.
(5) 배터리 기술혁신
- 태양광 발전의 문제점인 간헐성 발전 문제를 해결하기 위해 대용량 에너지 저장 시스템(ESS) 이 필수적입니다.
- 현재 화재발생에 취약한 리튬이온 배터리를 대체할 더 안전하고 저장 용량이 큰 배터리 기술 개발이 진행 되고 있어, 보다 안전한 고효율 시스템을 만들어 갈 수 있을 것입니다.
(6) 에너지 고속도로 건설
- 상대적으로 저위도에 위치한 남부지방이 발전량이 많으므로 전력 소비가 많은 중부 지방으로 전송할 송전망인 ‘에너지 고속도로‘를 건설하여 전력 송전망의 부재 문제를 해결하면 태양광 설비의 설치를 유인하는 강력한 부양책이 될 것입니다.
(7) 1가정 1발전 사업자화
- 각 가정에 계통연계형 미니 태양광 설비를 설치하도록 장려하기 위해 각 계랑기 마다 상계거래가 가능하도록 계량기를 개선한다면 누구나 미니 태양광 설비를 추가하여 전기 사용량을 줄일 수 있고 잉여 전력을 판매하여 추가로 전기요금을 더 절약 할 수 있을 것입니다.
- 이렇게 한다면 자발적으로 미니 태양광 설비를 추가로 설치하고자 하는 가정이 늘어나게 될 것입니다.
- 이때 발생할 계량기 설비 교체 비용 문제는 잉여 생산한 전력판매 수익을 한전과 가정이 일정 비율로 분배하는 방법으로 대안을 찾는다면 충분히 이 문제를 해결할 수 있을 것입니다.
- 또한 각 가정이 전기 상계거래가 가능하다면 태양광 발전 뿐 아이라 전기 자동차를 에너지 저장 창치로 활용할 수 있어 국가적으로는 전력량 예비 비용을 줄여주는 효과가 발생하고 가정에는 추가 수익을 얻게 될 것입니다.
※ 지금까지 태양광 발전의 문제점과 해결방안을 알아보았습니다. 과거의 에너지 정책을 찾아보기 원하시는 분은 아래 이동하기를 통해 ‘에너지정책’을 찾아보러 떠나 봅시다.
3. 결론
태양광 설비는 기후 변화 대응과 지속 가능한 에너지를 위한 필수적인 기술입니다. 하지만 낮은 효율, 높은 설치 비용, 폐 패널 폐기문제, 에너지 저장 문제, 전력 공급망의 부재, 미니 태양광 설비 장려책의 미흡 등 여러 가지 걸림돌이 있습니다. 다행히도 태양광 발전의 문제점을 기술 발전과 정부 정책 지원을 통해 하나씩 해결해 나가고 있으며, 앞으로 더 많은 사람들이 태양광을 활용할 수 있는 환경이 조성될 것입니다. 지속적인 연구와 정책적인 지원, 그리고 혁신을 통해 태양광 발전이 우리 삶의 중요한 에너지원으로 자리 잡기를 기대해 봅니다.