태양열발전과 태양광발전의 특성 및 지속가능성 비교

전문가 제언

○ 이 자료는 태양열발전(CSP)과 태양광발전(PV)의 기술적 특성과 환경영향 및 지속가능성을 비교하고 있다. 일반적으로 CSP는 고온의 열과 증기발전으로 전기를 생산하기 때문에 태양전지의 광전효과로서 직접 전기를 생산하는 PV보다 고효율이다. 그러나 고비용이고 부지면적을 많이 사용하므로 같은 부지면적에서는 PV의 연간 전력생산량이 더 많고 경제적인 것으로 평가되고 있다. 결과적으로 2015년까지 세계의 PV 용량은 227GW인 반면에 CSP는 2014년까지 4.4GW에 그치고 있다.

 

○ CSP는 포물면 홈통형, 선형 프레넬형, 중앙탑형, 접시형의 4가지가 있다. 포물면 홈통형(효율 11～16%, 출력 10～300MW)은 고온 열을 생산하고 대규모 시설이 가능하여 시장의 90% 이상을 차지하고 있지만 열전달매체 때문에 증기온도가 높지 않다. 선형 프레넬형(13%, 10～200MW)은 집광비가 우수하고 저렴하지만 효율이 낮고 열 저장장치의 설계가 어렵다. 중압탑형(7～20%, 10～200MW)은 고온이고 효율과 경제성이 높지만 부지면적이 넓고 유지관리가 어렵다. 접시형(12～25%, 0.01～0.025MW)은 온도와 효율이 가장 높지만 비용도 가장 높다.

 

○ PV 기술은 태양전지에 따라 구분되는데 실리콘 태양전지를 사용하는 1세대는 상업용 PV 시스템의 효율과 가격이 13～19% 및 0.7달러/W이고 비정질 실리콘이나 CIS/CIGS 또는 CdTe 박막 반도체를 사용하는 2세대는 5～11%와 0.9달러/W이다. 아직까지 기술이 개발 중에 있는 3세대는 집광형 태양전지(CPV)의 효율이 25～30%, 염료감응형 태양전지(DSSC)는 1～5%, 유기 또는 폴리머 태양전지(OPC)는 1% 수준이다.

 

○ 2013년까지 보급된 PV 모듈의 90% 이상은 실리콘 반도체이며 전체 태양전지의 55%를 다결정 실리콘 태양전지가 차지하고 있다. CdTe 태양전지의 경우는 연간 생산량이 2GWp로 증가하였고 시장규모가 점점 더 커지고 있다. 우리나라는 현재 PV 산업이 구축되어 있고 연간 PV 모듈 생산용량이 3.5GW나 되지만 CSP 기술은 아직까지 연구개발 수준에 머물러 있다. 정부는 2030년까지 신재생에너지 공급비중을 11%로 높일 계획이지만 2014년까지의 PV 설치용량은 2,481MW에 불과하여 정부 차원의 보급 지원 대책이 필요하다.

 

저자

Jibran Khan, Mudassar H. Arsalan

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

55()

잡지명

Renewable and Sustainable Energy Reviews

과학기술
표준분류

에너지

페이지

414~425

분석자

김*철

분석물

• 태양열발전과 태양광발전의 특성 및 지속가능성 비교.pdf [488,249 byte]

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