김 태 희 기자
거리의 조명이나 가로등에 재생에너지인 태양광과 풍력을 이용하는 기술이 최근 들어 활발히 이루어지고 있다. 이는 2012년부터 시행될 신재생에너지 의무할당제(RPS)에 앞서 태양광 가로등이 이에 부합하는 맞춤형 사업으로 평가되는 것으로 보인다. 최근에는 태양광과 풍력, 거기에 전기소모가 적은 LED 등을 적용하거나, 발전효율이 보다 뛰어난 태양전지를 개발해 사용하는 등 여러 업체들로부터 보다 나은 기술들이 앞다퉈 등장하고 있다.
이 중 최근 CIGSS 태양광 가로등을 출시한 회사가 있다. ‘번개표’라는 이름으로 더욱 알려진 금호전기다. 금호전기는 최근 CIGSS계 모듈을 이용한 태양광 가로등 통합 시스템을 개발하면서 태양광 기반의 그린에너지 사업에서도 놀라운 성과를 나타내고 있다. CIGSS 박막태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), Ga(갈륨), Se(셀레늄), S(황)으로 구성된 화합물 반도체를 광흡수층으로 사용하는 태양전지로, 때에 따라서는 갈륨, 황을 사용하지 않는 경우도 있으며, 큰 범위에서는 CIS계 박막태양전지에 속한다. 금호전기에서 개발한 CIGSS 태양광 모듈은 실리콘 기반 모듈 대비 약 10~25% 향상된 발전효율을 보이는가 하면, 고온에도 효율저하가 적어 흐린 날씨와 장소에 구애받지 않고 고효율을 구현한다는 장점을 가진다. 이 CIGSS 모듈을 사용한 태양광 가로등은 올해 3/4분기부터 생산을 개시해, 본격적인 양산은 내년 초부터 시작할 계획이다.
거리에 제약 없이 원격제어 가능
CIGSS 태양광 가로등의 가장 큰 특징은 금호전기 자체 내의 네트워크시스템 KNS(금호 네트워크 시스템)를 통해 원격제어 및 모니터링이 가능하다는 것이다. KNS는 가로등 사이에 무선 통신을 통한 네트워크를 구성해 거리에 제약이 없이 원격제어 할 수 있으며, 이로써 가로등의 이상 유무를 쉽게 알 수가 있고 유지보수가 매우 편리하도록 구성됐다. 더불어 이 시스템을 통해 격등 설정 제어, 다이밍(Dimming) 제어, 전력모니터링이 가능하며 다수 가로등의 동시 제어 또한 가능하다. 금호전기는 향후 배터리 상태 모니터링 기능도 추가로 개발할 계획이다. 이밖에도 CIGSS 태양광 가로등은 태양전지, 조명, 배터리의 최적 시스템을 구축해 일사량이 적은 겨울뿐 아니라 흐린 날이 많은 장마철에도 안정적인 동작이 가능하다는 장점을 가졌다.
금호전기의 CIGSS 태양광 가로등의 설치 방법으로는 계통연계형과 독립형을 선택할 수 있다. 계통연계형은 기존 가로등에 태양광 모듈과 컨트롤러만 설치해 낮 동안 생성된 전기는 기존 선로로 한전에 송전해 수익을 올리고 밤에는 가로등을 점등시키는 방식이며, 독립형은 선로 없이 단독으로 설치가 가능해 낮 동안 생성된 전기를 배터리에 저장한 후 야간에 가동하는 방식이다. 이는 신규 설치시나 선로가 없는 외진 곳에서 매우 유용하다. 이 가로등은 내년 초 상용화를 앞두고 국내뿐 아니라 중동·남미·중앙아시아·몽골 등으로부터 큰 관심을 불러일으키고 있다.
태양광 가로등 종합 솔루션 기업으로 자리매김
지난 2008년 금호전기는 소규모 박막태양전지 연구개발을 진행하면서 태양광사업에 첫 발을 내디뎠다. 기존의 조명에 대한 노하우를 바탕으로 태양광 응용상품을 개발한다면 그만큼 시너지 효과를 얻을 수 있다는 판단에서였다. 예상은 적중했다. 이번 CIGSS 태양광 가로등 역시 금호전기가 자랑하는 LED와 CDMH(메탈할라이드) 램프를 적용했으며, 모든 부품을 국산화 및 자체생산 하는 데 성공했다. 그리고 이 결과 금호전기는 태양광 가로등 종합 솔루션 시스템 기업으로 더욱 확고히 자리매김 할 전망이다.
금호전기는 2012년까지 600×1200mm2 대면적 광변환효율 12% 달성을 목표로 기술개발에 더욱 집중하고 있다. 금호전기가 이러한 목표를 달성하게 되면 순수 국내 기술로 세계 유수의 업체와 비슷한 수준의 모듈을 양산할 수 있게 된다. 태양광 시장에서도 ‘번개표’의 위력을 다시 한번 보여줄 수 있을지 귀추가 주목된다.
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김 광 복 연구1팀장에게 들어보는
CIGSS 태양전지의 오해와 진실
CIGSS 태양전지는 실리콘 태양전지보다 효율이 낮다?
그렇지 않다. 오히려 흐린 날 발전량은 CIGSS 태양전지가 실리콘 태양전지보다 약 20% 이상 우세하다. 날씨의 영향을 많이 받게 되는 태양광발전은 겨울철이나 장마철과 같이 날씨가 흐린 날의 모듈의 집광 성능도 매우 중요하다. 또한 태양광 가로등과 같은 독립형 시스템에서는 특히 날씨와 계절에 따른 발전량 편차가 적어야 한다. 이런 점에서 CIGSS 태양광 가로등은 더욱 신뢰성 있고 효율적인 시스템을 구축할 수 있는 것이다. 게다가 이번 금호전기에서 개발한 CIGSS 모듈은 실리콘기반 모듈 대비 약 10~25% 향상된 발전 효율을 보이고 있으며, 내구성도 우수하다는 장점을 지닌다. 이는 자체 개발한 네트워크 시스템과 컨트롤러를 이용해 원격 실시간 관리가 가능해 효율성을 더욱 극대화 시킬 수 있다.
False 2 태양광 가로등은 일반 가로등보다 비싸다?
가로등 하나만 놓고 보면 태양광 가로등이 더 비쌀 수 있다. 그러나 일반 가로등의 전력선 매설 비용까지 포함해서 생각해본다면 이 비용이 전혀 들지 않는 독립형 태양광 가로등이 오히려 더 저렴하다. 그렇다면 실리콘 태양전지와 CIGSS 태양전지의 모듈 가격은 어떨까. 현재 시장에서 거래되는 실리콘 모듈과 CIGSS 모듈의 가격은 유사하다. 그러나 앞에서도 언급했듯 발전성능 면에서는 CIGSS 모듈이 더 효율적일 수 있다. 또한 금호전기는 가격과 유지보수 비용 감소를 위해 태양전지 설치방식을 추적형이 아닌 고정형으로 개발했다. 가격이 저렴하고 장수명을 가진 배터리를 사용해 잦은 배터리 교체와 높은 가격 문제를 동시에 해결하기도 했다. 거기다 고효율 LED 램프를 사용해 전체적인 가격경쟁력을 확보해 나갈 예정이다.
False 3 CIS계 태양전지는 시장성이 아직 부족하다?
현재 국내 많은 대기업들이 CIS계 태양전지의 가능성을 먼저 내다보고 양산화를 위한 노력을 기울이고 있다. 현대아반시스에서는 100MW 규모의 CIS계 박막태양전지 공장을 건설 중이며, 삼성이나 LG 등과 같은 기업에서도 적극적인 개발을 진행하고 있다. 해외시장의 움직임 역시 긍정적이다. 독일과 일본에서는 이미 앞선 기술력을 갖고 CIS계 박막태양전지를 양산하고 있으며, 중국과 대만에서도 공장을 완성해 본격적인 제품 출시를 준비하고 있는 기업들이 있다. 금호전기 역시 현재 대면적 박막태양전지용 파일럿라인(Pilot Line)을 설치 완료해 운영 중에 있으며, 기술 개발에도 박차를 가하고 있다. 이를 통해 태양광가로등에 사용되는 모든 부품을 국산화 하는데 성공했으며, 이를 통한 가격 경쟁력을 충분히 확보해 내년 초에는 상품화 해 출시할 계획에 있다.
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