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    OUR BUSINESS

    태양광발전소 (Sola Power Plant)


    재생에너지 중 햇빛을 이용한 발전방법. 태양 에너지를 전기에너지로 변환한다. 광전효과를 기반으로 한다. 광전효과에 따르면 빛은 에너지를 가지고 있고, 광자가 특정 물질에 닿으면 전기에너지로 변환할 수 있다.

    태양광발전에서는 태양광에 반응하는 전지모듈, 햇빛전지를 사용한다. 

    원리 (Principle)

    광기전효과(Photovoltaic effect)라는 광전자의 물리량이 전자의 흐름으로 변환되는 원리를 이용한 발전이다. 넓은 의미에서 광전효과(photoelectric effect)의 하위 분류이나, 흔히 말하는 광전효과와는 차이가 있다. 광전효과는 주로 빛에 의해 전자가 자유전자로 튀어나오는 경우를 가리키고, 광기전효과는 물질 내부에서 캐리어(전자나 양공)가 들뜬 상태가 되어 전압 또는 전류를 생성하는 경우를 이른다.

    해외시장 현황

    [미국시장 현황]

    미국은 2023년 기준 전체 전력의 약 5.4%가 태양광 발전으로 생산된 것으로 추정되며, 2023년 전력저장설비 용량은 7.8GW 규모로 중국에 이어 2위다.

    2023년 9월 기준 대한민국 기업인 한화솔루션이 주택용은 점유율 30%, 상업용은 점유율 17%로 각각 5년, 4년째 점유율 1위이다. 다만 그 뒤로 10위권까지는 대부분 중국회사들이며, 2023년 한화솔루션은 미국 조지아 주에 총 25억 달러를 투자해 연간 생산 능력을 총 8.4GW까지 끌어올릴 계획이다. 


    전부 완공되면 이 공장은 서구권에서 단일 태양광패널 생산 공장으로는 최대의 공장이 된다. 2024년 한화솔루션은 미국 조지아 주의 카터스빌에 공장 신축을 완료하고 달튼 공장의 연간 생산능력을 1.7GW에서 5.1GW로 끌어올리며 미국 인플레이션 감축법(IRA) 세제 혜택을 8억 7500만 달러까지 받을 수 있다는 관측이 나왔다.

    2024년 미국 전역의 신규 발전소 건설 계획에 따르면 총 62.8GW 규모의 발전소가 새로 건설될 예정인데 이 중 태양광은 36.4GW로 58%를 차지하였다. 2023년 1년동안 증가한 18.4GW에 비해서 거의 2배나 높은 목표를 설정한 것이다. 한국보다 위도가 높은 동북부지역에도 태양광 발전 비율이 높다.

    [미국의 연도별 태양광 발전량]

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    [유럽시장 현황]

    유럽에서는 태양광발전이 대체에너지로 활발하게 도입되었다. 특히 독일은 2020년에는 전체 전력생산의 50%를 신재생에너지로, 2050년엔 전체 전력생산을 신재생에너지로 하겠다는 국가사업을 하고 있다. 그 중에서 태양광발전을 공격적으로 투자하고 있다. 그 결과 2014년 6월 설비 용량기준으로는 거의 절반에 다가가고 있다.

    통계에 따르면 독일의 전기 수출량이 프랑스보다 많은 국가이며 외부 링크 독일은 전체 수출량이 2015년 기준 88.2TWh로서 프랑스의 72.9TWh보다 많아 유럽 1위라는 것. 덕분에 독일은 2012년부터 매년 약 12억 유로에 달하는 수익을 벌고 있다. 물론 이것은 태양광 발전이 시작되는 시간대에 외국으로 판매하는 것으로 태양광 발전이 중단되는 밤-새벽 시간대에는 반대로 외국에서 수입하는 경우도 있다.

    독일은 아직은 천연가스, 석탄발전이 전체 발전량의 30% 이다. 독일이 수입한 전력 대부분은 덴마크(태양광 3.2GW 설비용량), 노르웨이, 스웨덴에서 생산한 풍력·수력 에너지이며, 특히 독일은 프랑스에 전력 순수출 1.44TWh를 유지하고 있다. 독일은 이후 계속해서 투자를 늘려 2023년 기준 재생에너지 비율을 56%까지 끌어올렸다. 포르투갈 61%(2024년 2월 88%), 영국 47.3%까지 늘리는데 성공했다.

    그러나 독일이 과거에 태양광 발전에서 지니던 명성에 비하면 2024년 현재에는 좀 부족한 편이다. 2012년 대표기업 큐셀이 파산한 뒤 한화그룹에 헐값에 팔려나간 탓인지 영 힘을 못 쓰고 있다. 여전히 71GW의 용량을 보유한 유럽 제1의 태양광발전 국가이기는 하지만 신규 용량추가 등에서 중국, 미국 등은 물론이고 일본과 비교해도 크게 밀리고 있다.

    [일본 시장현황] 

    2023년 기준 태양광 발전 용량은 약 87GW이며, 이는 중국, 미국에 이은 전세계  3위에 해당한다.

    일본은 사실 태양광 관해서는 세계에서 가장 빠른 발전을 해온 나라이다. 태양광 패널 생산도 2000년 초반부터 시작하였고 가장 유명한 업체로 교세라가 있었으며 미쓰비시 중공업산요전기 등이 뒤를 이었다. 그러나 2010년대 중국이 모듈 시장에 진입하여 저가 모듈이 퍼지기 시작하였고 점점 축소되다가 교세라가 2022년 사업을 중단한 이후로 일본 국내산 모듈은 사라지게 되었다. 2022년까지는 일본에 설치되는 패널의 45% 이상이 일본 국내에서 생산되었으나, 2024년 현재는 대부분의 모듈 생산 업체들이 사업을 접었다.

    그러나 태양광 발전소 설치 용량만큼은 저렴한 모듈에 힘입어 2010년대 초 세계 최고수준의 도입량을 자랑하였다. 특히 2013년 도입한 Feed-in Tariff, 통칭 FiT 제도는 도입량 폭발의 기폭제가 되었으며, 일본 정부는 태양광의 빠른 도입을 위해 2013년 첫 FiT가격을 무려 40엔/kWh로 지정하는 미친 짓을 저질렀다. 23년 8월 기준으로 미국 가정집 전기료가 15.84센트/kWh니까, 무려 그보다 10년 전에 현재 미국의 소비자 가격의 두 배에 달하는 초고액으로 태양광 전기를 산다고 공표한 것이다. 이에 2013~2016년 일본 태양광 도입량은 폭발적으로 늘어났으며, 이후 정부에선 매년 점차 FiT가격을 내려 2024년 현재는 FiT 대상 사업도 축소하고 가격도 9엔/kWh로 내렸지만, 이미 전국에 수천 곳에 달하는 태양광 발전소가 존재하며, 일본 환경성은 2030년까지 태양광 발전 용량을 117.6GW까지 끌어올려 전체 전력 수요의 14~16%를 태양광 발전으로 충당할 수 있으리라고 전망하고 있다.

    도쿄도에서는 아파트가 아닌 개인 단독 주택에 태양광 패널 설치 의무화를 시행한다.
    日정부는 2030년 시점 가장 싼 전원을 원자력에서 태양광으로 변경했다.

    [이외 현황] 

    UAE 두바이에 단일 사이트로는 세계 최대 규모의 태양광 발전소가 있다.면적 총 44km2, 축구장 6천 여 개 넓이와 맞먹는 이 발전소는 두바이에 공급되는 전기의 14% 담당하며 40도인 장소이다. 또 두바이 MBRM 솔라파크 등도 있다.

    북한은 약 130MW 규모의 태양광 발전을 하고 있다.

    파키스탄의 발전용량 28%이 태양광이다. 나미비아, 에스와티니, 남아프리카공화국의 옥상 태양광만 해도 발전용량의 10% 안팎을 차지한다.

    호주에 '강남 3구 면적' 세계 최대 규모 태양광 발전소을 건설한다. 최대 4GW 발전해 300만가구 전력공급, 해저 케이블 통해 싱가포르 전력 수출한다는 계획이다.

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