한화큐셀, ‘영농형 태양광 표준화 총괄 국책과제’ 연구기관 선정

사진=한화큐셀 제공

한화솔루션 태양광부문인 한화큐셀은 지난1일 영농형 태양광 표준화 총괄 국책 과제의 공동 연구기관으로 선정됐다고 7일 밝혔다.

농림축산식품부 산하 농림식품기술기획평가원(이하 농기평)이 진행하는 ‘2021년도 농업에너지 자립형산업모델 기술개발사업 신규과제’에서 한화큐셀이 참여한 영남대·한화큐셀·모든솔라 컨소시엄은 ‘작물별 생산성을 고려한 영농형 태양광 표준모델 개발 및 실증’에 대한 총괄 연구 계획서를 제출했고 국책 연구기관으로 선정됐다.

이 국책 과제는 논, 밭, 과수원에 대한 각각의 한국형 표준 영농형 태양광 발전 시스템을 연구개발해 영농형 태양광 표준안을 제정하는 것을 목적으로 한다.

농기평의 과제연구 진행 방식은 대학교·연구소와 같은 학문 기관이 주관 연구기관을 맡고 다른 기관들이 공동 연구기관으로 참여하는 방식으로 이뤄진다. 이에 따라 영남대를 주관 연구기관으로 한화큐셀과 모든솔라는 공동 연구기관으로 참여하며 세부주제에 따라 이 과제를 단계적으로 진행한다.

영남대는 화학공학, 식물병리학, 원예학 등의 교수진과 연구진으로 연구단을 구성해 본 연구를 총괄 운영한다. 한화큐셀은 세계적 태양광 셀, 모듈 제조사로서 영농형 태양광에 특화된 태양광 모듈을 개발하며, 영농형 태양광 맞춤 구조물 업체인 모든솔라는 토양 부식도에 따른 최적 기초구조를 설계할 계획이다.

영농형 태양광은 농지 상부에서 태양광 발전을 하며 농지 하부에서 작물 재배를 병행하는 것을 의미한다. 농사와 태양광 발전이 병행 가능한 이유는 작물의 생육에 필요한 광합성량을 보전할 수 있기 때문이다. 작물의 생육의 최대 필요 광합성량의 임계치인 광포화점을 초과하는 빛은 작물의 광합성에 영향을 미치지 않아 이를 태양광 발전에 이용한다.

예를 들어 벼는 광합성을 위해 조도 50klux(킬로럭스)에서 일 5시간 정도의 빛을 필요로 하는데, 해당 양을 초과하면 더는 빛을 광합성 하는 데 쓰지 않는다.

영농형 태양광의 핵심은 태양광 모듈 크기와 배치를 조절해 농작물 재배에 적합한 일조량을 유지하면서 전기를 생산하는 데 있다. 한화큐셀은 영농형 태양광에 적합하도록 기존 육상 태양광 모듈 크기의 절반에 해당하는 소형 모듈을 제작했다. 이 모듈은 태양광 하부의 음영을 최소화해 농작물이 필요한 광합성량을 확보할 수 있게 한다.

또 영농형 태양광에서는 이앙기, 콤바인 등의 경작 기계를 사용할 수 있는 공간도 확보할 수 있다. 보통 영농형 태양광은 토지에서 3.5m 위에 설치된다. 농사에 필요한 기계가 태양광 하부를 자유로이 지나다닐 수 있게 공간을 마련하기 위함이다. 육상 태양광 보다 모듈이 높게 설치되기 때문에 작은 모듈을 사용해 구조물의 하중을 줄여 안전성을 높인다.

영농형 태양광은 환경에 있어서도 합격점을 받았다. 한국남동발전과 국립경남과학기술대학교가 2017년부터 실증사업으로 축적한 데이터에서 영농형 태양광을 설치한 토양에서 카드뮴과 수은 등 중금속 물질이 검출되지 않았다. 생산된 쌀에서 역시 잔류농약이 검출되지 않았고 다른 토양 물질들도 태양광을 설치하지 않은 비교부지와 동일한 수준인 것으로 관찰됐다.

작물 수확량에 있어서도 유의미한 결과를 냈다. 영남대는 지난 2년간 한국동서발전의 지원을 받아 물 순환 시스템과 LED 보광 시스템으로 영농형 태양광 하부에서 자라는 작물의 해 가림으로 인한 작황 감수현상을 극복하는 방안을 연구했다. 연구 결과, 물 순환 시스템과 LED 보광 시스템을 설치한 영농형 태양광 노지의 수확량이 일반 노지의 수확량보다 110~130% 가량 높게 나타나 태양광 발전과 농사 모두를 성공적으로 수행하는 방안으로 평가 받았다.

정재학 영남대 화학공학부 교수는 “작물별 생산성에 최적화된 한국형 영농형 태양광 표준모델을 개발해 농업 생산성을 확보하는 동시에 농업의 가치를 높이겠다”고 전했다.

김희철 한화큐셀 사장은 “국토를 효율적으로 활용하는 동시에 농가에 영농수익과 매전수익을 동시에 창출하는 영농형 태양광은 지속 가능한 에너지 사업에 부합하는 방식”이라며 “한화큐셀은 관련 연구 및 솔루션 마련에 더욱 박차를 가할 것”이라고 말했다.