정용환 기자
지주 등으로 태양광 발전을 하는 태양전지 패널을 높은 위치에 설치하고 그 아래 공간에서 농업을 하는 시도는 영농형 태양광 발전이며 발전과 농업을 결합해 수익을 창출할 수 있다. 영국과 이탈리아 연구팀이 실시한 실험은 일반 태양광 패널이 아니라 착색한 반투명 태양 전지 패널을 사용하는 것으로 영농형 태양광 발전의 농업 효율성을 향상시킬 가능성이 제시됐다고 한다.
영농형 태양광 발전이 제창된 건 1981년의 일이다. 하지만 최근에는 태양광 발전 효율이 높아지면서 소규모 농가에 대한 경제적 압력이 강해지면서 다시 주목받고 있다. 영농형 태양광 발전은 태양 전지 패널을 가득 늘어놓는 게 아니라 적당히 간격을 두고 배치해 하부 공간에 태양광을 제공, 작물 생장에 필요한 빛을 확보할 수 있다.
태양광 발전과 농업을 결합한 장점으로 들 수 있는 건 발전과 농업이라는 2가지 방법으로 수익을 차울하고 경제적으로 안정될 것이라는 점 뿐 아니다. 농지 위에 일렬로 세워진 태양 전지 패널에 의해 작물이 극단적 바람과 온도 변화로부터 보호되는 점이나 농작물에 주는 물 냉각 효과가 태양전지 패널 과열을 완화하는 점도 영농형 태양광 발전의 장점으로 꼽히고 있다.
한편 태양 전지 패널에 의해 햇빛이 차단되어 식물에 해당하는 빛의 양이 절대적으로 감소하는 작물 수확량이 일반 재배와 비교해 감소하는 점은 영농형 태양광 발전의 단점이라고 할 수 있다. 태양 전지판에서 재배한 상추는 정상 조건에서 재배된 경우보다 수확량이 15∼30% 감소한다고 한다.
영국과 이탈리아 연구진으로 구성된 연구팀은 태양 전지 패널을 투과하는 빛 파장을 제어해 영농형 태양광 발전의 농업 효율을 향상시키는 방법에 임했다. 식물은 햇빛을 이용해 광합성을 하지만 태양광에 포함된 모든 빛 파장이 광합성에 사용되는 건 아니다. 식물의 주요 광합성 색소인 엽록소는 주로 적색과 청색 파장 빛을 흡수해 광합성을 하지만 녹색 파장 빛은 흡수하지 않고 반사한다.
기존 영농형 태양광 발전에 사용되는 태양 전지 패널은 반투명이며 균일하게 빛을 흡수해 식물에 닿는 빛을 감쇠시킨다. 연구팀은 반투명 태양 전지 패널을 착색, 식물에 닿는 빛 파장을 조절해 영농형 태양광 발전의 농업 효율성을 개선할지도 모른다고 생각한 것이다.
실제로 연구팀은 청색과 녹색 파장을 우선적으로 흡수하고 적색 파장 빛은 통과시키는 반투명 태양 전지 패널을 만들 수 있다. 이 특별한 태양 전지 패널과 투명 유리 패널에서 영농형 태양광 발전 환경을 만들어 실제로 바질과 시금치를 재배하고 성장 정도를 비교했다.
특수 태양 전지 패널을 설치한 경우 그 아래에서 재배되는 바질과 시금치에 닿는 태양은 최대 57% 감소해 수확량이 급감할 것으로 예상됐다. 하지만 실제 수확량을 투명한 유리 패널에서 재배한 것과 비교하면 바질은 15%, 시금치는 26% 밖에 감소하지 않았다. 이 결과에 대해 연구팀은 개발된 태양 전지 패널이 광합성에 사용되는 적색 빛을 통과시킨 광합성 효율이 상승한 게 이유라고 설명했다.
일반 재배와 비교하면 시장 진입할 수확량은 줄지만 영농형 태양광 발전은 발전에 의한 수익도 기대할 수 있다. 연구팀은 실험 데이터는 영농형 태양광 발전은 기존 전통 농업과 비교해 바질 2.5%, 시금치 35%라는 경제적 이익 증가를 가져올 수 있다는 점을 보여준다는 말로 특수한 태양 전지 패널을 사용한 영농형 태양광 발전이 이익 증가로 이어질 수 있다고 주장했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
