태양광 발전과 태양열 발전 차이와 수익 창출

태양광 발전과 태양열 발전의 용어가 혼동하는 분들이 많습니다. 각각의 기술은 태양 에너지를 이용하여 전기를 생산하지만, 서로 다른 특징과 차이점이 있으며 개인들도 태양광 발전에서는 수익을 창출할 수 있습니다. 

1. 태양광 발전(Photovoltaics, PV)

1) 기술 원리

태양광 발전은 태양의 광자(빛)를 직접 전기로 변환시킬 수 있습니다. 이 과정에서 주로 반도체 재료로 이루어진 태양과 패널(태양전지)을 사용합니다. 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 과정에서 태양과 모듈과 인버터로 구성됩니다.

기술적 특성 : 태양의 빛이 태양 전지에 닿으면 광전효과를 일으키는 원리로 전기를 생산합니다. 태양광 모듈은 태양전지(셀)로 구성되어 전기를 일으키고, 인버터는 직류 전기를 교류 전기로 변환해 전력망에 연결됩니다.

2) 활용 방식

태양과 패널이 태양의 빛을 받아 전기를 생성하며, 주로 건물의 지붕, 가정용, 또는 대규모 지역에 발전소 형태 설치됩니다.

3) 장점

설치가 비교적 간단하며, 소규모에서 대규모에 이르기까지 다양한 규모로 확장이 가능합니다. 전기를 생산하는 과정에서 태양열 발전과 달리 큰 에너지 손실이 없습니다. 태양광 발전은 자연 그대로의 빛을 이용하기 때문에 환경을 오염시키지 않습니다.

4) 단점

태양 빛이 없는 밤이나 흐린 날에는 전기를 생산할 수 없습니다. 현재까지는 발전 단가도 비싼 편입니다. 개발되지 않은 자연환경에 태양광 패널을 설치하는 경우 주변 지역의 생태계에 영향을 줄 수 있습니다.

5) 보급 상황

정부의 에너지전환 정책에 따라 보급이 확산하고 있으며, 정부(대통령)마다 정책이 달라짐으로 예의주시해야 해야합니다.

태양광 발전, PV

2. 태양열 발전(Solar Thermal Power)

1) 기술 원리

태양열 발전은 태양의 열에너지를 이용하여 전기를 생산합니다. 태양의 열을 집열하여 물이나 다른 매체를 가열하고, 이를 통해 발전한 증기로 터빈을 구동합니다. 태양열 집열기술을 중심으로 구성됩니다. 

기술적 특성 : 태양으로부터 오는 복사광선을 고밀도로 모아 열 발전 장치를 통해 전기를 생산합니다.

태양열 발전은 여러 형태로 나뉘며, 광학설비(집광기), 집열기, 수신기, 열전달매체 등으로 구성됩니다.

2) 활용 방식

집열판, 파리볼릭 트로프, 타워 등 다양한 형태의 집열 시스템을 통해 태양열을 집중시켜 사용합니다. 주로 대규모 발전소 형태로 운영합니다.

3) 장점

열 저장 시스템을 통해 일정 시간 동안 에너지 저장이 가능하여, 태양이 비치지 않는 시간에도 전기 생산이 가능할 수 있습니다.

4) 단점

대규모 설치 공간이 필요하고, 초기 설치 비용이 많이 듭니다. 발전 시 물을 끓여 증기를 만들고, 이 증기를 열교환기를 통해 전기로 변환하는 과정에서 일부 열이 소실됩니다.

5) 보급현황

우리나라는 주로 생활용수를 데워 사용하는 분야에만 사용되어, 발전으로써는 덜 활성화가 되어 있습니다. 건물의 난방 시스템이나 온수 공급 시스템으로 사용이 많은 편입니다.

3. 태양광 발전의 수익

태양광 발전에는 수익을 얻는 주요 방법은 SMP와 REC 판매합니다.

1) SMP (Solar Management Platform)

한국전력공사에 전기 에너지를 판매하여 수입을 얻는데, 이를 위해 전력판매 계약을 체결하고, 생산된 전력을 판매하는 것입니다. 다시 말해서, 한국전력 또는 전력거래소가 태양광 발전소에서 생산된 전력을 구매할 때 설정한 가격을 의미합니다.

이 가격은 시장 상황에 따라 변동하며, 전력거래소 홈페이지를 통해서 변동 가격을 확인할 수 있습니다. 

1MW 미만의 발전소는 한전과 전력거래소 중 선택하여 판매할 수 있으며, 1MW 이상의 발전소는 전력거래소와 필수적으로 SMP 계약을 체결해야 합니다. SMP는 태양광 발전소의 운영과 관리를 지원하는 플랫폼입니다. 이는 데이터 수집, 분석, 모니터링, 유지 보수 등 다양한 기능을 제공합니다. SMP를 통해 발전소의 성능을 실시간으로 모니터링하고 문제가 발생하면 즉각 조치가 가능합니다. 이는 발전 효율을 최대화하고 시스템의 신뢰성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 또한 SMP는 예측 분석을 발전량을 최적화하고 에너지 생산을 최대화할 수 있는 최적의 운영 전략을 제시합니다.

2) REC (Renewable Energy Certificate)

신재생 에너지 공급인증서(REC)를 발급받아 공급의무자와 거래를 통해 수입을 얻을 수 있습니다. REC은 신재생 에너지 발전량에 대해 발급되며, 공급의무자와 거래를 통해 수익을 얻는 방식입니다. REC은 태양광 발전이나 다른 재생 가능 에너지 시스템에서 생성된 1MWh(메가와트시)의 전기 생산량을 나타내는 인증서입니다. 태양광 발전소가 전력 그리드에 생산한 전기는 일반적으로 전력회사에 판매됩니다. 그러나 발전소는 전기뿐만 아니라 환경 측면으로 친화적으로 친화적인 에너지를 생산했음을 증명하기 위해 REC을 발급받을 수 있습니다. REC을 발행하면 발전소는 실제 전기 판매 수익과 별도로 추가적인 수익을 얻을 수 있습니다. 탄소 배출 저감 등의 정책적 이유로 REC의 가격은 변동할 수 있지만, 이는 발전소에 추가적인 수익의 소스가 될 수 있습니다. REC은 신재생에너지 발전 설비를 이용하여 전기를 생산, 공급하였음을 증명하는 것으로, 이를 통해 대형 발전사들이 RPS에 따른 공급의무량을 채울 수 있습니다. REC은 현물시장 또는 계약시장에서 거래 시 현금화가 가능하며, 가격은 시장 상황에 따라 변동합니다. REC에는 가중치라는 제도가 적용되며, 이 가중치는 설치 유형과 용량에 따라 달라집니다.  예를 들어, 3,000kW 이하의 발전소를 건축물에 설치하면 1.5의 가중치를 받게 됩니다.

 

태양광 발전사업의 수익성 분석은 다음과 같은 방법으로 이루어집니다.

SMP는 발전소의 효율적인 운영과 관리를 지원하고, REC은 환경적 가치를 인정받아 발전소에 추가적인 수익을 제공합니다. 이러한 요소들은 태양광 발전소 운영의 핵심 부분이며, 잘 관리되면 수익을 극대화할 수 있는 잠재력을 가집니다.

 

태양광 발전사업 수익 = SMP + (REC * 가중치)

 

1) 현물시장 : SMP와 REC의 현재 가격을 바탕으로 수기를 계산

2) 고정가격계약 경쟁입찰 (SMP+1REC 방식) :

     SMP와 1REC의 합계를 고정된 가격으로 설정하고, 이 가격에 입찰을 통해 판매

3) 고정가격계약 경쟁입찰 (SMP+1REC*가중치 방식) :

     SMP와 1REC의 가격에 가중치를 곱한 가격을 설정하고, 이 가격에 입찰을 통해 판매

4) 소형태양광 고정가격계약 매입(한국형 FIT) :

     한국형 FIT는 소형태양광 발전소에 대해 고정된 가격으로 전력을 매입하는 제도

5) 이외에도, 남는 땅을 빌려주고 임대계약을 받거나 발전소 건설에 투자하는 방법, 생산된 전기를 이웃에서 판매하는 방법 등 다양한 방식으로 수익을 창출할 수 있습니다.

발전소