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독일의 태양광 및 태양열 에너지의 전망환경 기술에 있어 세계를 선도하고 있는 독일은 풍력 시설 외에도 태양광 분야에서 우위를 점해 나가고 있다. 환경조성 보다 에너지 고갈을 더 큰 문제로 인식하고 있는 독일은 사용하는 모든 에너지를 앞으로 50년간 재생에너지로 대체해 간다는 목표를 갖고 신·재생 에너지 정책을 추진하고 있다. 5월 10일 BMWA(독일연방경제노동부)· DENA(독일에너지청)· ANK(한독상공회의소) 주최로 개최된 ‘독일 태양 에너지 세미나’ 중 환경 컨설팅 부 마틴 슈나우스(Martin Schnauss)가 발표한 ‘독일의 태양열과 태양광 에너지의 전망’ 발표 내용을 통해 독일의 태양광 및 태양열 에너지 시장 및 기술동향을 알아본다.독일 정부의 정책과제독일의 1999년에서 2003년까지 태양광 시장은 매년 62%씩 성장했다<표1>. 2004년 세계 최대의 시설 300MW급 태양광 모듈이 독일에 설치됐다. 이는 상업용 핵원자로 수준이다.
 독일정부는 모든 에너지를 앞으로 50년간 재생에너지로 대체해 간다는 기치 아래 2003년에서 2006년까지 1천만㎡의 독일 내 태양열 시설을 2배로 확충하고 전체의 전기공급량 중 재생에너지 비율을 2020년까지 20%, 2050년까지 50%이상 확충할 예정이다.또한 교토의정서 목표설정에 따른 독일 자국의 CO2 배출량을 오는 2012년까지 1990년 대비 21%로 감축할 계획을 갖고 있다. 하지만 독일 정부가 인식하고 있는 가장 큰 문제는 환경보호가 아닌 에너지가 고갈되고 있다는 데 있다. 이러한 시점에서 당장은 비용문제가 걸림돌이 되고 있지만 어차피 당면해야 하는 문제로, 보다 적극적인 정책을 펴고 있다.태양열 시장의 발전과 현황독일 내 태양열 집열기 전체 설치된 면적은 약 570만㎡이며 시설 단위는 64만으로, 2003년 현재 매출은 5조5억 유로에 달하고 있으며 이 분야에 종사하는 전문가들은 만 명 이상이다. 현재는 단독주택과 같은 협소한 공간을 요하는 시설과 연립주택, 난방지원이 있는 단독주택에 적용하고 있으며, 매우 적격으로 판명되고 있다. 대형시설 또한 단독주택에 비해 활발하지는 않지만 점차 적극적으로 태양에너지를 수용 중에 있으며, 이에 뒷받침되는 태양열 시장의 기술력을 자부한다.기와형, 창문형 등의 집열기는 품질면에서 투명도가 높은 유리와 반사방지 유리, 선택적 흡수코팅, 흡수와 파이프 결합의 최적화, 높은 단열기능뿐만 아니라 집열기 틀의 단열처리와 높은 통풍효과 등으로 검사인정서를 받아 품질이 보장되고 있다.
  이러한 제품은 시장을 확대시켰다는 장점 이외에도, 혁신적인 생산 공정을 꾀해 진공상태에서 코팅처리(sputtern, PAD)된 흡열판은 에너지 효율을 높이는데 기여했다. 또한 고주파 용접과 반자동화된 공정으로 집열기를 제작하고 있는데, 이는 조립식 구조로 되어 있어 대형 집열기의 지붕설치, 크레인설치, ‘태양의 지붕’ 집열기를 설치할 때 시간과 비용을 절감할 수 있다.독일은 위에서 설명한 집열기 기술 이외에도 환풍기와 열 교환, 축열기, 펌프, 확장용기, 조절장치, 열선 등 태양에너지 변환을 위한 최상의 기기를 갖추고 있다. 축열기 제품은 독일 업체가 많이 이용하고 있는 차가운 기류현상을 이용해 열선이 아래로 향하는 층층벽 구조로 되어 있다. 이는 태양에너지 기술에 맞춰 열손실은 낮고 효율성은 높을 뿐만 아니라 부품의 설치가 용이해 설치비용이 감소되며 미연의 제품 불량을 방지할 수 있다. 설계단계에서는 다년간의 노하우와 경험을 토대로 규모, 디자인, 시뮬레이션 면에서 독일의 에너지 시장은 최적화 되어 있다.
 이 제품은 대학과 일반가정, 공공수영장에 적용되고 있으며 650㎡집열기 면적에 2만5천 리터급 축열기를 설치하고 있다. 근거리용 태양열 시스템 시간에 따른 축열로 건물 지하에 설치되어 소모량이 크지만 마을 전체에 집열기를 설치해 온수뿐 아니라 난방까지 계속 설치 확충 중인데 이렇게 되기 위해서는 축열기의 기능이 중요하다.태양에너지를 이용한 냉방장치로는 태양에너지의 입사와 냉방가동의 동시발생, 전기적 냉방장치를 대체하는 흡수식 냉동기가 있다. 흡수식 냉동기는 효율성이 높을 뿐 아니라 다양한 집열기를 설치해도 이용률이 좋고 효율성이 높게 나타나고 있다.
 독일의 보급정책독일에서 태양열·태양광에너지가 활발하게 보급되고 있는 이유는 정부의 강력한 시장조성 정책에 따른 것이다. 태양열에 관해서는 지원금 110유로/㎡로 다양한 집열기 면적에 따라 구체적인 지원 프로그램과 저금리의 CO2 감소프로그램을 추진하고 있다. 독일정부는 태양광의 시장확대를 위해 1991년 전력공급법, 1999년부터 2003년까지 태양광발전사업자에게 발전차액을 보전하는 10만호 프로그램, 2000년 kWh당 99Pf(50,6ct/kWh)의 공급보전금을 보전하는 재생에너지법(EEG), 2004년 57,4ct/kWh의 공급보전금을 보전하는 재생에너지법(개정판)을 발표해 추진하고 있다.태양광 시장의 발전과 현황1997년 이후 세계 태양광발전시장은 <표1>에서 보는 것 같이 연평균 30% 이상의 성장세를 보이고 있다. 2003년 약130MWp, 2004년 360MWp로 증가 곡선을 보이고 있어, 180% 이상의 꾸준한 성장세를 전망하고 있다. 또한 2004년 현재 1조7억 유로의 매출, 2만개 이상의 신규고용을 창출했다. 앞으로 6년 후 60%의 비용절감을 목표로 삼고 있으며 비용은 화석에너지에 비해 재생에너지가 훨씬 감소될 것으로 예상하고 있다.태양광 시설의 시장은 현재는 소형시설, 중형시설이 주류를 이루고 있지만, 앞으로 대형시설에도 적극적으로 수용할 전망이다<표2>. 1999년부터 2004년 사이에 생산시설의 확충을 위해 총 10억 유로가 투자됐으며, 매일 신설되고 있는 관련 신규업체는 먼 미래의 이윤을 바라보며 큰 투자를 하고 있다.
 태양전지는 단결정(single-crystalline), 다결정(poly-crystalline), 박막형(Thin layered), 유색전지, 투명 전지로 나뉜다. 이들은 더더욱 세밀화, 전문화된 혁신적인 생산 공정법이 추구되고 있으며, 품질검사도 점차 까다롭게 진행하고 있어, 불량발생률을 낮추는데 노력하고 있다.
집열기는 사용 환경에 따라 표준모듈, 프레이밍된 모듈, 기와형, 건물외벽 모듈, Glass-glass모듈, 유연한 모듈(flexible Module)로 종류가 다양하다. 독일 업체에서 생산되는 모듈의 특징은 높은 효율성, 고급 자재, 낮은 오차율뿐 아니라 가장 강점으로 인정받고 있는 긴 수명의 보장을 들 수 있다.
    집열기가 설치되고 있는 환경에 따른 인버터의 품질도 중요하다. 600kW까지 모듈 인버터의 스트링 인버터(String inverter), 멀티 스트링 인버터(Multi-String inverter), 무 변환기, 원격제어 등 운영데이터를 프로토콜화 하는 것은 대형시설의 필수적 요인이 되고 있다. 때문에 효율적인 시스템을 구축하기 위해 각 단계마다 고성능 부품을 사용하고 있다. 이는 합리적인 설치를 할 수 있으며 안전운전, 긴 수명, 낙뢰를 방지는 데 기여하기도 한다. PV의 기동성이 높아진 태양광 기기는 계산기, 관광용 차량, 보트, 골프차량 등에 적용되기도 한다. 투명유리판의 태양전지는 지붕이 대표적이고 건물 외벽, 1000MWp의 야외시설에 설치되고 있고, 총 50개의 축구장 등에 설치하고 있다.
     앞에서 설명한 것과 같이 독일 정부는 안정적이고 정책적인 제반조건으로 50년간 사용할 수 있는 각종 시장도입 프로그램을 갖춰 나가고 있다. 이들 프로그램의 투자 안정성이 확보된다면 신뢰성이 높은 제품으로 태양광 시장은 비용절감을 실현할 수 있으며, 사용자의 공공의식구조에 대응되는 제품으로 제품의 다양성을 갖춰 나갈 예정이다.또한 태양광 제품을 기능적 측면뿐만 아니라 건축적 미관에 맞출 수 있도록 설계해 건물의 디자인에도 접목시킬 수 있을 것이다. “태양의 건축은 패션에 관한 것이 아닙니다. 그것은 생존에 관한 것입니다”라는 독일의 유명건축가 노먼포스트(Norman Foster)의 말처럼 관련 전문가들이 적극적인 의지로 앞으로의 에너지 정책에 앞서 나가고 있다.정리_이미녀 기자
<Energy News>
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