태양광발전의 지속 가능성 - 박막 태양전지 사례

 

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○ 태양광발전이 경쟁적인 발전시장에서 지속성을 가진 주요 전원이 되려면 환경 영향이 재래식 발전에 비하여 극적으로 적으며 풍부하고 신뢰할만한 전력을 공급하여야 한다. 최근의 박막 필름 PV의 단가 저감은 괄목할만하여 2008년 4분기에 ＄1/Watt의 생산목표를 충족시켰다.

○ 이 목표 달성으로 미래에 대한 약속을 밝게 해준다. 그러나 남은 문제는 PV 모듈 가격을 더욱 낮출 수 있는가 하는 점이며 자원의 제한과 환경 영향이 성장을 제한하게 되지 않을까 하는 점이다.

○ 본고에서는 박막 태양광발전의 미래를 박막 태양광발전의 직접비용, 자원의 확보 및 환경영향에 초점을 맞추고 라이프 사이클 분석을 통하여 전망하였다. 이들은 서로 밀접하게 연관되며 박막을 얇게 하고 폐 모듈을 재순환시키면 태양광발전이 대용량의 지속적인 전원으로 성장하는 데 장애가 되는 비용, 자원 및 환경의 제한을 해결하는 데 중요한 역할을 하리라고 전망하였다.

○ 우리나라에도 CdTe 박막 태양전지 양산라인이 건설될 전망이다. 미국계 태양전지 업체인 Advanced Solar Dynamics(ADS)는 경북 구미시 인근에 10MW급 CdTe 박막 태양전지 생산시설을 건설할 예정이다. ASD는 현재 2.5㎝x2.5㎝ 크기의 CdTe 시제품 생산을 완료했으며 향후 양산라인 건설을 위한 부지 확보 및 장비 조율 작업에 착수했다. 라인 구축에 최소 2년 이상이 걸릴 것으로 예상돼 가동 시기는 2012년 이후가 될 것으로 보인다.

○ CdTe 박막 태양전지는 태양에너지를 전기로 바꿔주는 광변환효율이 10%에 이르고 생산원가는 기존 결정계 태양전지에 비해 50% 이상 저렴하다. 특히 같은 박막계인 비정질실리콘(a-Si) 태양전지가 최고 7%대 광변환효율을 구현하는 것과 비교하면 효율이 높은 편이다. 다만 주원료인 Cd이 제조·발전 과정에서 외부로 누출될 경우 독성이 강한 탓에 양산 라인 설계는 극히 까다롭다. 국내의 경우 CdTe 태양전지에 대한 정부 인증 체계가 없어 ASD는 일단 해외수출에 매진할 것으로 알려졌다.