전 세계 전력을 태양광 발전으로 해결하려면…

화석연료를 대체하는 청정 에너지 기술 개발은 전 세계적으로 모색되고 있다. 태양광 발전도 그 중 하나. 태양전지 패널을 건물 지붕에 설치하는 태양광 발전 방법이 일반적이지만 전 세계 전력을 태양광 발전으로 충당하려면 과연 얼마나 건물 지붕에 태양 전지 패널을 설치해야 할지 예측을 발표해 눈길을 끈다.

태양광 발전 비용은 급속하게 하락하고 있으며 2010년보다 79%나 저렴해졌다. 이 때문에 전기에 대한 의존도를 끊고 탈탄소화를 하려는 기업이나 개인은 태양광 발전이 더 현실적인 대안이 되어가고 있다. 하지만 한편으로는 모든 가정과 기업이 지붕에 태양전지 패널을 설치했다고 해서 지구상에 필요한 모든 전력을 조달할 수 있냐는 문제도 존재한다.

아일랜드국립대학 코크 캠퍼스 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전 세계 건물 옥상 면적과 일조에 대한 평가를 실시했다. 연구팀은 지구상 거의 모든 지표에 해당하는 1억 3,000만km² 토지와 3억 개 건물 데이터를 통합하는 프로그램을 만들었다. 육상에 존재하는 20만k㎡ 분 지붕에서 생성할 수 있는 에너지가 얼마나 되는지 조사했다. 20만k㎡라는 숫자는 영국 면적과 거의 같다.

이후 연구팀은 지붕당 전력 생산 잠재력을 해당 위치에서 계산했다. 보통 유럽과 캐나다 등 고위도에 위치한 지붕은 여름과 겨울 일조 시간 차이가 크고 계절에 따라 발전량이 40% 변동할 가능성이 있다. 한편 적도 근처 장소에 위치하는 지붕은 안정된 일조를 받을 수 있기 때문에 계절에 따라 전력량 변화가 거의 발생하지 않는다. 따라서 계절에 따라 전력 생산 잠재력이 변화하는 장소에선 전력을 저장하는 방법이 필요하며 전기세가 증가한다.

조사 결과 첫째 1년에 전 세계가 필요로 하는 전력을 공급하는 태양 전지 패널을 설치해야 하는 지붕은 전체 50%인 것으로 나타났다. 또 인도와 중국은 태양 전지 패널 제조비용이 매우 저렴하기 때문에 가장 가격 대비 성능이 좋은 태양광 발전을 할 수 있다. 가격대비 성능이 안 좋은 미국과 영국, 일본 3개국이며 유럽은 중간에 위치한다.

에너지 소비가 심한 도시 지역에서 태양광 패널에 의한 태양광 발전을 이용하면 화석연료에 의한 발전이 줄어들어 대기 오염에 제동을 걸 수 있다. 또 원격지에서 안정된 전력망이 없는 것도 많고 태양광 발전이 중요한 에너지원이 될 수 있다. 한편 태양은 낮에만 얻을 수 있기 때문에 태양광을 얻을 수 없는 시간대 전력 사용은 전력을 저장하는 시스템을 필요로 하며 이 장비는 여전히 비싸다.

그럼에도 불구하고 태양광 발전은 도시와 원격지 모두에 혜택을 제공하기 위해 옥상에 태양광 패널 설치는 전력 공급에서 중요한 방법이다. 연구팀은 이번 연구가 지붕에 태양 전지 패널을 설치하는데 있어 자세한 데이터 제공이 될 것이라고 밝히고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.