한국남동발전은 정부의 신재생에너지 확대 정책보다 5년 빠른 목표로 오는 2025년까지 신재생에너지 발전비율을 전체 발전비율의 20%까지 확대할 계획이다. 과감한 투자로 국내 신재생에너지 사업을 선도하겠다는 의미로 해석된다. 이에 발맞추어 국내 최초의 태양광발전 상업운전을 시작으로 10MW급 태양광 발전소 준공, 국내 최초 전력계통 연계 영농형 태양광 발전 개시, 국내 최대 태양광 ESS 준공 등 적극적인 신재생에너지 개발을 통해 자연과 조화를 이루며 친환경 에너지 생산에 앞장서고 있는 삼천포발전본부를 다녀왔다.
국내 최초 발전소 회처리장 활용 10㎿급 태양광 단지 조성
연간 15GWh 전력 생산... 6,872톤 온실가스 감축 효과
삼천포발전본부는 지난 1985년 1,2호기 준공(560MW×2)을 시작으로 1994년 3,4호기(560MW×2), 1998년 5,6호기(500MW×2)를 준공 한 국내 최초 500MW급 대용량 석탄화력발전소이다. 총 설비용량은 3,259MW로써 1일 평균발전량은 67,500MWh이며, 이는 부산광역시 1일 전력 사용량에 해당한다. 이렇게 오랜 역사와 전통을 자랑하는 삼천포발전본부에서 신재생에너지 열풍이 뜨겁게 불고 있다.
경상남도 고성군 하이면에 위치한 삼천포발전본부 제1회처리장에 도착해 보니 부지면적 165,000㎡(약 5만평)에 해당하는 대용량 태양광 발전단지가 그 위용을 뽐내며 자리 잡고 있었다. 2층으로 된 홍보관 옥상에서 태양광 발전단지 전경을 카메라에 담아보려 했지만 시도해보는 것에 만족해야 할 만큼 넓은 단지로 조성돼 있었다. 다행히 스마트폰에 파노라마 기능이 설치되어 있어 만족스럽지는 않지만 가까스로 촬영을 할 수가 있었다.
지난해 4월 국내 최초로 회처리장(석탄재 매립장) 유휴부지를 활용해 건설된 삼천포 태양광 발전단지는 320W급 태양광모듈 33,084개와 1,000kW급 인버터 11대 그리고 2,200kVA 변압기 5대, 1,100kVA 변압기 1대 등의 주요 기자재가 투입됐다. 10MWp급 태양광 발전소는 연간 15GWh의 전력을 생산할 수 있는 설비규모로 이는 약 4,500가구에서 사용할 수 있는 전력량이며, 청정에너지로서 6,872톤의 온실가스 감축 효과까지 기대할 수 있다.
이날 현장취재 안내를 담당한 삼천포발전본부 홍보협력부 배계성 차장은 “이 사업은 유휴부지 활용을 통한 신재생에너지 활성화를 위해 산업부와 환경부, 경상남도 등 유관기관과 유기적인 협력관계를 구축해 지난해 9월부터 공사에 돌입, 약 7개월에 걸쳐 완수했다”고 말했다. 이어 배 차장은“이는 유휴부지인 화력발전소의 회처리장을 활용한 최초의 신재생에너지 사업으로 제한된 국토의 효율적 활용을 통한 신재생에너지 모범사례로 주목받고 있다”고 설명했다.
태양광 발전단지에 국내 최대용량 ESS 구축
12.5MW급 전력변환장치와 42MWh급 배터리 장착
삼천포발전본부는 지난 3월 13일 국내 최대 규모의 태양광 에너지저장장치(ESS)를 준공했다. ESS 설비는 단일용량으로는 국내 최대 규모로 12.5MW급 전력변환장치(PCS)와 42MWh급 배터리를 장착했다. 이 설비는 삼천포발전본부의 태양광발전설비에서 발전효율이 높은 낮 시간 동안 생산한 전력을 저장해 발전효율이 낮은 저녁시간에도 신재생에너지를 안정적으로 공급할 수 있도록 돕는 장치이다. 태양광과 풍력발전 등의 공급을 높이겠다는 성공적인 에너지전환을 위해 발전량이 불규칙한 신재생에너지 전력을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 ESS의 확대·보급 역시 중요한 과제이다.
ESS 설비의 수명은 10~20년이며 방전심도(DOD; Depth of Discharge) 및 일 충·방전 cycle에 따라 변동된다. 충전시간은 태양광 설비 피크시간대인 오전 10시부터 오후 4시까지이며 방전시간은 야간 피크 부하에 대응하기 위해 오후 7시부터 다음날 오전 9시까지 운영한다. 효율은 85%이상이다. 배터리 시스템은 1,000V급 배터리 시스템을 설치해 운영 중에 있다.
한편, 남동발전은 태양광, 풍력, 소수력 등으로 구성된 친환경 신재생에너지 종합단지 구축사업과 함께 ESS 설치를 적극적으로 추진하고 있으며, 삼천포발전본부 태양광 ESS 준공에 앞서 영흥발전본부에서 풍력과 태양광발전이 연계된 ESS 3개 단지에서 15MW(전력변환용량)/46MWh(배터리 용량)을 가동 중에 있다.
국내 최초 영농형 태양광 발전 개시... 작물수확도 성공
농가소득·국토효율 향상 등 다양한 효과 기대
남동발전은 지난해 6월 국내 최초로 전력계통 연계 영농형 태양광 발전을 개시했다. 영농형 태양광은 기존 농지 상부에 태양광 발전설비를 설치하고 하부에는 벼, 보리 등 작물을 재배하는 방식으로 식물 생육에 필요한 광포화점 이론을 바탕으로 기존의 벼농사를 그대로 지으면서 태양광 발전을 겸작하는 형태이다.
그동안 국내에서는 태양광 발전설비 하부에 음지식물인 산마늘을 재배하거나 벼 등 작물이 생존 가능한가에 대한 기초적인 연구는 있었으나 실제 전력계통과 연계하여 전기를 판매까지 하는 본격적인 영농형 태양광은 삼천포발전본부가 국내 최초의 사례이다.
영농형 태양광 현장의 안내를 맡은 삼천포발전본부 신재생사업실 이동규 차장은 “지역주민의 적극적인 협조를 바탕으로 하이면 덕호리 일대 약 2,000평의 부지에 태양광설비 100kW급을 설치하고, 지난해 2종의 벼를 모내기 한 후 최초 전력생산 및 판매를 개시했다”고 설명하며 “이번 실증사업은 작물의 생육상태와 수확량의 검증, 작물에 최적화된 태양광 발전시스템에 대한 연구, 태양광 패널 하부에서의 영농기술 개발 등이 진행되고 있다”고 말했다.
남동발전은 실증사업의 성공적 수행을 위해 작물에 대한 생육연구는 국립 경상대학교 농업생명과학대학, 태양광 발전설비는 중소 벤처기업과 협업함으로써 연구의 신뢰성 향상 및 중소기업과의 동반성장 모델로까지 완성시켜 나갈 계획이다. 또한, 현재 유관기관 간 협업을 통해 밭농사를 병행하는 등 작물에 최적화된 태양광 발전시스템을 개발하고 향후 주민참여형 사업으로까지 확장시켜 나간다는 전략이다.
실제로 영농형 태양광 사업은 농가의 소득을 향상시키고 좁은 국토의 활용도를 높일 뿐만 아니라 신재생에너지의 주민수용성 문제를 해결할 수 있는 범국가적 솔루션이 될 수 있을 것으로 주목받고 있다. 이번 영농형 태양광 실증사업은 4차 산업시대에 농업과 신재생에너지의 융합모델을 완성시킴으로써 에너지신산업을 활성화하는데 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
한편, 지난해 9월에는 국내 최초로 영농형 태양광 발전단지에서 쌀 경작에 성공하는 기염을 토해냈다. 모듈 하부의 벼와 태양광이 미설치된 농지 벼의 생육상태가 동일한 수준으로 나타났다. 조사 자료에 따르면 양측 농지에서 자란 벼의 이삭수는 같았고 벼의 전체 길이 역시 평균 110cm로 동일하게 나타났다. 또한 모듈 설치 농지의 재배면적은 비교부지대비 85.9%로 태양광 발전설비 설치 면적을 감안하면 재배면적에서도 차이가 나타나지 않은 것으로 확인됐다.
이 차장은 “벼의 생육 상태를 분석한 결과 이삭수 및 이삭의 길이는 비교부지와 차이가 없었고 각 이삭당 낟알의 수도 같아 수확량도 차이가 거의 나지 않았다”고 말했다. 이어 “영농형 태양광발전은 국내 신재생에너지 산업이 새롭게 지향할 방향을 제시하고, 정부의 에너지신산업 육성정책의 새로운 솔루션이 될 수 있다는 점에서 더욱 의미가 있다”면서 “공공기관, 지자체, 지역대학 등 산학연 협업의 열린 혁신을 통해 새로운 신재생에너지 모델을 만들어 깨끗하고 안전한 에너지 생산은 물론, 지역경제 활성화와 같은 사회적 가치 창출에도 앞장서겠다” 말했다.
