[人터뷰] 전남농기원 윤창용 박사, “위기에 빠진 태양광 ‘영농형’이 대안될 수 있다”

장기간 발전을 통해 수익을 얻는 태양광발전소는 다양한 곳에 응용돼 개발되고 있다. 물에 띄우면 수상태양광, 건물외장재로 적용하면 BIPV, 농작물 재배와 병행해 개발하는 것은 영농형 태양광이라 한다. 그러나 영농형태양광은 장기적인 태양광발전소로 경쟁력을 갖추기에는 검증이 더 필요한 상황이다.

농작물 재배와 태양광발전이 함께 이뤄지는 융합산업으로 작물 생육에 필요한 일조량을 초과하고 남는 태양광으로 전기를 생산하는 방식이라 검증 단계에 있다. 그러나 경제성과 경쟁력은 서서히 입증이 되고 있기도 하다. 전남농업기술원의 2020년 영농형태양광 시설 시범 운영 결과에 따르면, 영농형태양광은 벼만 생산할 때와 비교해 부대비용을 제외하고 약 5배 정도의 수익이 창출되는 것으로 보고됐다.

전남농기원은 최근 영농형 태양광 실증과제를 비롯해 미래형 첨담 융복합 스마트팜 모델 개발 등 다양한 연구를 이어가고 있다.

최근 정부의 친환경에너지 확대 정책에 힘입어 전국의 농촌지역에 무분별한 태양광 개발이 이뤄지기도 했다. 농민, 주민들의 반대도 많았고 자연 환경을 파괴한다는 쓴소리도 들었다. 최근 영농형 태양광발전(APV, Agrophotovoltaics)이 위기에 빠진 태양광발전 산업의 유력한 대안으로 부각되고 있다.

전남농기원 윤창용 박사는 “영농형 태양광발전은 농작물 재배와 태양광발전 사업을 함께 하는 융합산업”이라며, “작물 재배와 전기 생산을 병행하는 이 농법의 핵심은 식물생장에 필요한 일조량을 초과하고 남는 햇빛으로 전기를 생산하는 방식이다. 농사와 발전에서 태양광을 공유한다는 의미에서 솔라 셰어링(Solar Sharing) 농법으로 불리기도 한다”고 설명했다.

전남농기원은 2017년부터 100kW급 농가 보급형 농업 병행 태양광발전 표준시스템 개발 및 실증을 위해 원광전력, 녹색에너지연구원 등 9개 기관과 공동으로 연구사업을 추진하고 있다. 마늘, 양파, 녹차, 사료작물 대상으로 시험한 결과, 녹차는 차광효과로 품질이 개선되고 수량도 10% 증수했으며 사료작물은 노지 대비 3% 증수한 결과를 얻었다.

윤 박사는 “태양광 발전으로 연간 2,800만원 소득창출이 기대되는 성과를 도출하기도 했다”며, “영농형 태양광 확대 보급을 위해 전남농기원과 한전전력연구원, 한국남동발전, LG전자와 공동으로 5,400m2 규모의 400kW급 영농형 태양광 시설을 2020년 5월에 구축했다”고 전했다.

이어 “벼, 보리, 밀, 콩, 녹두, 팥, 고구마, 참깨 등 9작목을 대상으로 영농형 태양광 시설 하부에서 생산성을 실증하고 있다”며, “일사량(PYR), 광합성유효복사량(PAR), 대기온·습도, 토양수분 등 미기상 변화가 작물 생육에 미치는 영향을 분석해 시설 하부에서도 생산성이 떨어지지 않는 농작물 선발과 재배기술을 확립할 계획”이라고 밝혔다.

농업을 연구하는 연구자 입장에서 시설 보완의 기술적인 부분을 논하기는 어렵다고 운을 뗀 윤 박사는 “설치 형태에 따른 보완점을 공유할 수 있겠다”며 태양전지 모듈 설치 형태에 따른 고정식과 추적식 태양광발전 시스템 분류 내용을 설명했다.

윤 박사의 설명에 따르면, 고정식은 모듈 형태의 가장 일반적인 방식으로 추적식이나 반고정형에 비해 설치단가는 비교적 저렴하나 발전 효율이 낮고 설치 면적의 제한이 없는 비교적 원격 지역에 많이 이용되고 있다.

추적식은 태양광발전 시스템의 발전 효율을 극대화하기 위한 방식으로 태양광의 직사광선이 향상 태양전지판에 최대로 입사할 수 있도록 태양의 위치를 추적하는 방식이나 설치 단가가 15% 정도 더 올라가는 단점이 있으나 발전 효율은 30% 정도 높은 것으로 알려져 있다.

윤 박사는 “이들 단점을 보완하고 장점을 부각시킬 수 있는 역 추적형 영농형 태양광발전 시스템을 소개하고자 한다”며, “여름철 강한 일사 시 모듈을 수평으로 덮어 과다한 일사량을 줄여 농작물 일소현상을 줄여줌과 동시에 모듈 면적 확장으로 발전량을 획기적으로 높일 수 있는 시스템”이라고 소개했다.

또 “강우 시 모듈을 지면과 직각으로 개방해 수직으로 빗물을 통과시켜 낙수효과로 인한 습해 방지와 포장전면에 고른 빗물 공급으로 균일한 농작물 생육을 유도할 수 있다”며, “이는 수확량 보전과 재배 및 수확 관리 측면에서 특화된 태양광발전 시스템으로 기술사업화 시 농가소득 증대에 크게 기여할 것으로 예상된다”고 말했다.

예비 영농형 태양광발전을 준비하고 있는 농가에 윤 박사는 “100kW 시설구축 기준 2,000m2 규모의 농지가 필요하고 초기 투자비용이 약 2억원으로 적지 않은 비용이 투자된다”며, “이에 단기간이 아닌 20년 정도의 장기간에 걸친 일정 소득을 얻고자 하는 농가는 관심을 가질만한 사업이다. 희망하는 농가는 우선 투자비용을 고려해 타당성 검토 후 추진하는 것이 바람직할 것”이라고 조언했다.

이어 “농지를 제외하고 태양광발전으로 인해 발생하는 비용은 크게 초기 투자비용과 운영비로 구분할 수 있다”며, “초기 투자비는 영농형 태양광발전 사업을 시작하기 위한 행정적 비용을 포함한 인허가비용과 발전 시설의 시공비를 포함한다. 자금조달 방법은 첫째, 농업인이 100% 자기자본으로 조달, 둘째 대출가능금액(총 초기 투자비-농지보전부담금)의 80% 농협대출로 조달하고 나머지 금액은 자기자본으로 조달, 셋째 대출가능금액의 90%를 정책자금으로 조달하고 나머지 금액은 자기자본으로 조달하는 방법이 있겠다”고 자세히 설명했다.