태양광 에너지 적용에 따른 경제적 효과에 관한 연구

Abstract

최근 태양광발전시설은 지구환경 문제들과 온난화의 진행이 빠르게 진행됨에 따라 태양광 발전 시스템은 무한한 청정 에너지원으로 더욱더 주목 받고 있다. 그러나 태양광 발전 시스템은 기후 조건이나 방위각과 경사각 그리고 이에 따른 그림자의 영향, 인버터의 성능, 모듈의 성능 등에 의해 그 효율이 좌우되기 때문에 발전량의 예측이 어렵다고 여겨지고 있다. 따라서 본 연구에서는 향후 건축물의 태양광 에너지 적용을 위한 기초자료로 사용될 수 있도록 태양광 에너지 도입에 따른 건축물 분야의 경제적 효과를 분석하도록 하였다. 이에 대하여 태양광 에너지 설치에 따른 투자비 회수의 경제성 분석에 신재생에너지를 통한 이산화탄소 저감효과를 고려한 연구를 실시하도록 하였으며, 이 두 가지 부문의 분석을 통해 태양광에너지 발전시스템 도입의 사업적 부문의 효과와 태양광 에너지를 도입한 주요 목적인 온실가스 감축을 위한 이산화탄소 저감효과로 인한 사회적 부문의 효과를 모두 고려한 경제성 분석을 하도록 하였다. 이를 통해 향후 도시 내 건축물의 태양광 신재생에너지 도입에 대한 종합적인 경제성 분석을 통해 사회 경제적 효과 및 향후 시스템 도입을 위한 기초자료를 제시하는 것이 본 연구의 목적이다. 또한 본 연구는 태양광 발전에 있어 다양한 주변 조건들의 변화에 따른 경제적 효과의 차이를 연구하는데 초점을 두고 있다. 본 연구의 분석을 위한 지역은 2009년 기준으로 서울특별시와 6대 광역시 를 포함한 도시 중 태양광 발전량 순위 1, 2위를 기록한, 서울특별시와 광주광역시를 대상으로 지역별 건축물의 태양광 발전 적용에 따른 경제적 효과를 분석하도록 하였다. 따라서 분석 대상은 가상의 공동주택을 설정하여 분석하도록 하였으며, 서울 과 광주지역의 가상의 공동주택은 각 지역에 각 층별 2호의 20층 규모 판상형 공동주택 10개동으로 구성된 공동주택 단지를 가정하도록 하였다. 모든 공동주택은 정남향으로 배치되어 있으며, 공동주택의 지붕은 경사 30°의 박공지붕이며, 이곳에 태양광 모듈을 설치하는 것으로 가정하도록 하였고 이를 통해 동일한 조건에서 지역에 따른 태양광 발전 적용의 경제적 효과의 차이를 분석할 수 있도록 했다. 연구의 방법에 있어 분석 프로그램은 전 세계적으로 검증되어 널리 사용되고 있는 캐나다 Renewable Energy Decision Support Center의 RETScreen을 이용하도록 하였으며, 이를 이용하여 먼저, 시스템 오입에 따른 지원제도에 대한 분석을 실시하고, 서울, 광주 지역의 기상데이터 및 RETScreen 프로그 램에서 요구하는 데이터값을 설정하고, 단순 투자대비 사업성 및 이산화탄소 저감효과를 고려한 경제성 분석을 하였다. 또한 전기 역전송 단가 및 재정지원 비율, 온실가스 보상 관련 비율 등의 변화에 따른 시뮬레이션을 통해 다양한 경우에 대한 경제적 효과를 분석하였다. 향후, 정부 보조금 지원이 감소할 가능성이 높을 것으로 예상되는 상황에 지속 가능한 에너지원의 확보 및 저탄소 녹색성장을 위해서는 기후조건이 양호한 지역에서의 적극적인 태양광 발전의 적용이 필요할 것으로 판단 된다. 본 연구에서는 국내 공동주택에 있어서 태양광 에너지 적용에 다른 경제적인 효과를 연구하고자 하였으나, 다음과 같은 연구의 한계가 있는 것으로 판단된다. 첫째, 공동주택에 대해여 가상의 모델을 고려하고 있어 보다 다양한 모듈의배치가 고려되지 못하였으며, 태양광 발전의 경우 모듈의 설치경사, 높이, 방위 등에 따라 매우 민감한 차이를 나타내는 것이기 때문에 보다 다양한 조건의 모듈설치에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단하며, 이를 위해 실제 공동주택단지에 태양광 발전을 적용하는 연구가 이루어지면 보다 현실적인 연구 결과를 도출할 수 있을 것으로 판단된다. 둘째, 본 연구에서는 서울과 광주 두 지역만 대상으로 하고 있으나, 서울과 광주간의 지역 차이에 따른 태양광 발전의 경제적 효과가 매우 다르게 나타난 만큼, 보다 확대된 공간들을 대상으로 연구가 이루어질 필요가 있을 것으로 판단된다. 이를 통해 국내 태양광 발전에 적합한 지역을 도출할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 신재생에너지에 대한 생활전반의 적용을 고려한다면, 이와 같은 연구가 향후 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.