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논에 태양광 세우니…농사·전기 '일거이득'

  • 2022.09.04(일) 12:00

전력 생산과 작물 재배를 동시에
제도 개선·효율 상승 등 개선점도

1일 경남 함양군 기동마을에 설치된 영농형 태양광 설비 / 사진=김민성 기자 mnsung@

지난 1일 찾은 경남 함양군 기동마을은 가을걷이가 한창이었다. 노랗게 무르익은 벼가 펼쳐진 논 위로 콤바인이 바쁘게 움직였다. 여느 추수 때 풍경과 다른 점이 있다면 논 위에 태양광 패널이 마치 지붕처럼 자리잡고 있다는 것이다. 이곳에선 논 위에 태양광 패널을 설치해 농사도 짓고 전력도 생산하는 '일거이득'이 가능하다.

기동마을은 국가실증사업으로 약 3000㎡(900평)의 농지에 영농형 태양광 160W 패널을 607개 설치한 곳이다. 총 97.12kW(킬로와트)를 생산할 수 있는 양이다. 농사로 얻은 수익에 더해 태양광 발전으로 얻은 전력을 팔아 부가 수입을 올릴 수 있는 것이다. 마을 관계자는 "사업을 시작한 2019년부터 연평균 3000만원 정도의 전기 판매 수익을 얻고 있다"고 전했다.

수확량 줄었지만 총수입 늘었다

영농형 태양광 패널 아래로 콤바인이 벼를 수확하고 있다. / 영상=김민성 기자 mnsung@

영농형 태양광은 패널을 3~5m 높이의 지지대 위에 설치하는 게 특징이다. 패널 아래에 농사를 짓기 위해서다.

패널 높이가 높아 작물이 광합성에 필요한 태양광을 충분히 받을 수 있다. 태양광 패널이 햇빛을 어느 정도 가려도 문제가 없다. 영농형 태양광이 '광포화점 원리'를 이용한 덕분이다. 

정재학 영남대학교 교수는 "광포화점이란 식물 광합성에 필요한 최대 일조량을 말하는데 식물은 광포화점을 초과한 빛에선 더 이상 광합성을 하지 않는다"며 "영농형 태양광은 식물 생육에 필요한 햇빛의 양만 확보할 수 있도록 태양광 패널을 배치하고 나머지는 태양광 발전으로 활용한다"고 설명했다.

기존 태양광 발전 방식은 지표면 바로 위에 태양광 패널을 설치해 햇빛이 들지 않아 농사를 지을 수 없다.

기둥 사이사이 긴 벼 이삭이 남아있는 부분은 어쩔수 없었다. 태양광 지지대 주변으로는 농기구가 지나갈 수 없어 벼를 수확하지 못해서다. 그만큼 수확량이 일반 농지에 비해 적을 수밖에 없다. 마을 관계자는 "수확량은 태양광 모듈 설치 전엔 농지 1000평 기준으로 약 2.7톤의 수확량을 얻었지만 설치 후엔 약 1.8톤 정도로 줄었다"고 말했다.

땅에 직접 지지대를 세워야 하기 때문에 농사 전용 면적도 줄어든다. 허영준 한국에너지공단 부장은 "태양광 발전으로 100KW(킬로와트)를 생산하는데 보통 700~800평 정도가 필요하다"며 "영농형 태양광은 지지대를 설치해야 하기 때문에 그걸 감안하면 기존 태양광 설비보다 한 1.5배정도 면적이 더 필요하고 사업비도 조금 더 소요된다"고 설명했다.

태양광 패널 지지대 주변은 농기계가 지나다닐 수 없어 벼 이삭이 남아있었다. / 사진=김민성 기자 mnsung@

한화큐셀 관계자는 "기동마을 영농형 태양광은 한쪽 방향으로만 농기계가 다닐 수 있고 지지대 주변은 수확이 어려워 기존 농지 대비 수확량이 적은게 사실"이라며 "기동마을은 초창기 모델이라 이런 문제점들이 발생하는 것이고, 최근 개발한 모델들은 종횡 간격을 농기구가 다닐 수 있을 정도로 확보해 수확량을 늘렸다"고 소개했다.

수확량은 줄었지만 총수입은 오히려 증가한 것으로 나타났다. 영농형 태양광 발전으로 얻은 전기를 한국전력공사에 팔아 얻는 전매료와 공단에 땅을 임대해 얻는 임대수익 500만원이 추가되기 때문이다. 마을 관계자는 "수확량 감소로 인해 쌀을 팔아 얻는 수익은 80만원 정도 줄었지만, 토지 임대료와 전매료 등 부가 수입이 추가돼 총 수입은 증가했다"고 전했다.

정 교수는 "태양광 패널이 겨울철 냉해를 방지하고, 여름엔 수분 증발을 막는 역할을 한다"며 "태양광 시설은 강풍에도 견딜 수 있는 구조로 설계돼 작물의 바람막이 역할까지 할 수 있다"라며 영농형 태양광 패널의 긍정적 측면을 강조했다.

30년 쓰는 패널, 8년만에 버리는 이유

영농형 태양광은 재생 에너지 확대 등 여러 장점이 있지만 아직 제도가 제대로 마련되지 않은 상황이다. 크기가 작은 패널 탓에 발전량이 상대적으로 적다는 문제도 있다.

한화큐셀에 따르면 영농형 태양광 패널의 수명은 30년 정도다. 하지만 현행법상 영농형 태양광 운영 가능 기간은 기본 5년에 최대 3년 연장이 가능해 총 8년이다. 패널 수명이 남아있어도 현행법상 8년이 지나면 철거해야 하는 상황이다. 

한화큐셀 관계자는 "제도가 아직 미비해 최소 20년 수명을 가진 태양광 발전 설비를 8년만 쓰고 폐기하기엔 너무 아깝다"며 "현재 국회에서 농지법 개정안 등 관련 제도를 마련하기 위해 노력하고 있는데 하루빨리 제도적인 뒷받침이 이루어졌으면 좋겠다"고 호소했다.

영농형 태양광 모듈은 일반 모듈보다 면적이 작아 발전량이 적고 같은 전력을 생산하는데 더 많은 땅이 필요하다는 점도 개선해야 할 부분이다. 100kW를 기준으로 기존 농촌형 태양광은 농지가 400평 정도 필요하지만, 영농형 태양광은 700~800평 정도가 필요하다. 

물론 패널이 작으면 그림자도 줄어 작물이 더 많은 빛을 받을 수 있고, 우천시 패널에서 떨어지는 빗물의 양이 적어 농지 피해가 덜하다는 장점도 있다.

영농형 태양광 모듈은 기존 모듈보다 작아 음영이 적고 빗물에 의한 피해를 줄인다. / 자료=한화큐셀 제공

한화큐셀은 발전량을 늘리기 위해 식물에서 반사되는 태양광도 발전에 사용할 수 있도록 양면형 모듈을 개발했다. 한화그룹 관계자는 "양면형 모듈은 직사광선뿐만 아니라 식물에서 반사되는 상당량의 태양광을 발전에 사용할 수 있다"며 "측정 결과 약 15% 정도 발전 효율이 상승했다"고 설명했다.

지지대를 다양한 용도로 활용할 수 있는 방안도 제시했다. 허영준 한국에너지공단 대규모사업팀장은 "영농형 태양광 지지대를 이용해 농약이나 물을 자동 살포할 수 있는 장치를 마련할 수도 있을 것"이라며 "농촌의 인력 부족 현상을 해결할 수 있는 방안도 연구하고 있다"고 말했다.

유재열 한화솔류션 큐셀부문 상무는 "현재 실증과제 형태로 전국 77개소에서 영농형 태양광 패널을 설치해 운영하고 있다"며 "(영농형 태양광은) 탄소중립을 실천하고 농촌 문제를 해결할 수 있는 좋은 방법이 될 것"이라고 전했다.

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