Green City & 태양광발전

Green City & 태양광발전 2009. 8 Renewable Energy Division KC Cottrell Co., Ltd.

목 차 I. 신재생에너지 II. 태양광발전 원리 및 사례 III. 국내 태양광 정책 및 지자체 적용사례 IV. 우수 적용사례 - 국외 (프라이부르크) - 국내 (KC 설치) V. 결론 -1-

Ⅰ. 신재생 에너지 ( Renewable Energy) -2-

Ⅰ-1.신재생에너지의 정의 신재생에너지는 「신에너지 및 재생에너지 이용.개발.보급 촉진법 제2조 」 에 의해 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 11개 분야 지정 • 재생에너지 : • 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지(8개분야) • 신에너지 : • 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지(3개분야) -3-

Ⅰ-2. 신재생에너지의 특성 “ 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래 에너지원 “ -4-

Ⅰ-3. 신재생에너지의 필요성 화석연료 고갈 지구온난화로 인한 위험 • 사막화, 해수면 상승 • 생태계 파괴 • 곡물생산 및 어획량 감소 • 석유: 40년 (11,886억 Bbl) • 석탄: 164년 (9,090억 ton) • 천연가스: 67년 (179조 m3) 출처: BP Statistical Review of world energy 2005 “신재생 에너지의 필요성 증가” 에너지시장 불안정 온실가스 감축 의무화 • EU 배출권 거래제 시행 (2005년) • 온실가스 배출량 10위 • 우리나라는 2차기간 중(2013년) 감축의무 부담 예상 • 에너지 해외 의존 97% • 중동 유가 불안정 • BRICs 국가 에너지 소모 급증 -5-

Ⅰ-4. 신재생에너지 발전예상 출처 : European Renewable Energy Concil 2007 -6-

Ⅰ-5. 신재생에너지 종류 및 장단점 -7-

Ⅱ. 태양광 에너지 ( Photovoltaic Energy) -8-

Ⅱ -1. 태양광시스템 소개 태양광시스템의 원리 • 태양광발전이란? • 태양광발전은 태양전지(태양모듈)의 광전효과를 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변화시키는 발전방식을 말한다. 태양광발전의 특징 1) 무공해 청정에너지로 무제한의 대체에너지 2) 전력수요가 있는 장소 어디든 설치가능 3) 높은 신뢰성으로 반영구적인 사용이 가능 (20년 이상) 4) 설치가 간단하며 유지보수가 용이함 (무인화 운전) -9-

Ⅱ -2. 태양전지의 구조 및 원리 태양전지의 구조 - 태양전지는 기본적으로 PN접합의 구조로 이루어져 있음 - 실리콘 내부에서 만들어진 전기를 외부로 끌어내기 위한 상부전극 및 하부전극으로 구성됨 태양전지의 원리 태양전지는 실리콘에 붕소를 첨가한 P형 실리콘반도체를 기본으로 하여 그 표면에 인(phosphorous)을 확산시켜 N형 실리콘 반도체층을 형성하고 이 PN접합에 의해 전계(電界)가 발생 태양전지에 태양빛이 닿으면 태양빛은 태양전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양빛이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체내에서 전기를 갖는 입자가 발생하여 전위차 발생 이 전위차로 인해 앞면과 뒷면에 붙여 만든 전극에 전구나 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐름 -10-

Ⅱ -3. 태양전지 종류 • 단결정 실리콘 : 변환효율은 좋으나 제조온도가 높아(1500c) 대량의 전력이 소모되므로 비용이 높음 • 다결정 실리콘 : 단결정 실리콘 입자가 여러 개 모인 것으로 제조공정이 간단하고 제조비용이 낮음 • 비정질 실리콘 : 빛의 흡수계수가 크기 때문에 태양전지의 두께가 1m 이하면 충분하며, 제조 공정이 간단함 • (두께가 얇으므로 쉽게 구부릴 수 있는 박막형으로 제조 가능) -11-

Ⅱ -4. 태양전지 Array구성 PV Module PV Array Solar Cell • 태양전지 셀은 하나의 셀이 아무리 크다고 해도 전압이 약 0.5V밖에 발생하지 않는다. • 일반적인 전자제품은 1.5V이상의 전압으로 작동되므로, 건전지를 직렬로 연결하듯이 태양전지(셀)를 직렬로 연결하여 • 사용해야 한다. • 발생전류는 태양전지 셀의 면적과 거의 비례하므로, 셀을 병렬로 연결하면, 많은 전류를 얻을 수 있다. -12-

Ⅲ. 태양광발전 관련 국내 정책 및 지자체 적용사례 -13-

Ⅲ -1. 태양광 분야 정부정책 “세계 제3의 태양광 산업 강국으로 도약” 목표 • 세계 최고의 반도체 기술을 활용, 차세대 수출 산업화 • 2012년 세계 시장의 10% 점유 (30억불) 1만명의 고용창출 효과 • 태양전지 효율 : 14%(2003년)  18%(2012년) • 시스템 단가 저감 : 10$/Wp(2003년)  3$/Wp(2012년) 산업경쟁력 확보를 위한 전략적 기술개발 국내 대기업 및 전문기업의 집중 육성을 통한 산업기반 강화 국내 보급 정책 및 보급 계획의 구체화(예측가능 정책 추진) 보급 활성화를 위한 기반 조성 강화 -14-

Ⅲ -2. 녹색성장 분야 정부정책 • 2009년 7월 14일 녹색성장 국가전략 및 5개년 계획 • “2020년까지 세계 7대 녹색강국” -> 저가 고효율 태양전지 개발 및 태양광 제조장비 국산화 -> 고효율 저비용 차세대 태양전지 원천기술개발 -> 국산태양전지 보급 확대 및 제조장비 국산화 정부시행정책 -15-

Ⅲ -3. 지자체 적용사례 • 신재생에너지시스템 도시, 2007. 09월 착공(토지공사) • 신재생에너지 설치비용 60% 지원 (산자부, 에너지 관리공단 지원사업과 연계) • 태양전지 가로등 설치, 태양광 발전 시설 설치, Solar School 운영 등 대구 솔라시티 • 계획기간: 2002 ~ 2011(1단계), 소요 사업비: 1,939억원 • 주요 추진 사례 • - 신에너지산업 중심도시 육성 (2011년 총 에너지 소비의 1% 신에너지 보급) • - 에너지 다소비 업체 자발적 협약 체결 (23개 업체 체결완료, CO2절감 : 2,770ton/5년) • - 에너지 보전 절약 (LED 교통신호등 설치, 지속가능에너지 위원회 구성/운영) • - CO2절감을 위한 국제혐력 프로그램 참여 (’04 아태 국제에너지 학술대회 개최) 광주 솔라시티 김대중 컨벤션센터 - 시설규모 : 1MW - 사 업 비 : 100억원 - 사업기간 : ’06.04~’06.10 -16-

Ⅲ -3. 지자체 적용사례 • 신재생에너지 시스템도시, 2007. 09월 착공 • 친환경 생태도시 건설을 위한 태양광발전시설 도입 • 2012년 이전하는 공공기관 건물에 태양광 발전시설 설치 • 설비보급 사업- 온산하수처리장 태양광 발전시설 설치 (’06년 40kW완공, 800kW까지확대 예정) • - 울산대공원 solar 조형물 설치 (60kW규모, 신재생에너지 홍보) • - 동사무소 및 초등학교에 태양광 발전시설 설치 울산시 • 신재생에너지 도입 목표 (현재 0.6%) • - 2010년 2%, 2020년 10%(공공부분 20%) • 에너지 소비 저감 목표 (2000년 대비) • - 2010년까지 12%, 2020년까지 15% • 온실가스 배출 저감 목표 (1990년 대비) • - 2010년까지 20%, 2020년까지 25% • 주요 추진 사례 • - 청계천 태양광 발전시설 : 청계천 상부를 한강물을 끌어올리는데 사용 • - 2008년까지 서울 시내에 태양광발전소 3개 건립 • - 2009년까지 월드컵 공원에 ‘에너지 제로 하우스’ 건립 • - 2010년 서울시 신청사에 BIPV 도입 서울시 동남 유통단지 조감도 -17-

Ⅲ -4. 강릉시, 태양광발전시스템 조성(안) 1 개요 - 관광지 및 휴양지로 잘 알려진 강릉시에 그린시티를 조성함으로써 그 동안 일반인들에게 생소했던 신재생에너지에 대해 자연스레 인식 시켜줌과 동시에 기후변화에 대응한 자연친화적인 모범도시, Green City 강릉으로 재탄생할 것으로 예상됨. 태양광 적용방안 예시 2 • 주거생활 단지에 태양광발전 시스템을 도입하여 공동으로 사용하는 전기를 태양광에너지로 대체함 • 공원이나 관광명소에 Solar Park를 조성하고, 직접 체험 가능한 시설물을 전시하여 교육장소로도 활용 -18-

Ⅳ. 그린시티 적용 우수사례 -19-

해외우수사례- 프라이부르크 보봉(Vauban)지구 프라이부르크의 지속가능한 도시계획을 실현한 대표적인 지역으로 꼽히고 있습니다. 이 지역은 과거에 군사기지였던. 이지역은 효율적 에너지 주택과 더불어 생태적 측면이 강조된 곳으로 프라이부르크를 생태도시로 부를 수 있는 가장 큰 역할을 한 지역이라고 볼 수 있습니다. 이 지역에서는 건물과 건물사이에서의 녹지의 구축에 관한 사항, 놀이터를 어느 곳에 신설할 것인지 등에 관한 사항, 각종 친환경적인 구조물들의 설치에 관한 사항 등이 시민들의 논의 끝에 이루어 지게 됩니다. -20-

해외우수사례 - 프라이부르크 -21-

국내우수사례 – 김해시 명동정수장 태양광발전소 국내 최초 지방자치단체와의 유휴부지 활용 사례 • 사업주: 코리아솔라홀딩컴퍼니(주) • 사업목적: 청정에너지 생산 • 사업부지: 경상남도 김해시 명동정수장 내 • 태양전지: Schott 175Wp * 8788pcs • 인버터 : SMA 250 * 6대 • 시설규모: 1.54MWp • 준공일자: 2008년 06월 • 연간전력생산량 :2,079,000 kWh • 연간CO2저감량 : 1,355 Ton • 특징 • - 국내 최초의 지자체 및 민간기업 Partnership에 • 의한 태양광 발전소 건설 프로젝트 • - Solar park 개념의 환경친화적 발전소 설계 -22-

국내우수사례 – KCSP 화성 태양광발전소 산업폐기물 매립지를 이용한 유휴부지 활용사례 • 준공일자: 2007년 8월 • 연간 전력생산량 : 약 1,300,000 kWh • 연간 CO2저감량 : 약 847Ton • 특징 - 매립 완료된 폐기물 매립장 활용 - CDM(Clean Development Mechanism) ; UN산하 UFCCC등록 진행중 - 250kW 가변형 어레이 시공 (월별 최적 태양광고도로 조정가능) - 원격 무인 운전관리 시스템 설계 • 사업주: KC태양광 발전 ㈜ • 사업목적: 청정 에너지 생산 • 위치: 경기도 화성시 • 부지면적: 27,000 평방미터 • 시설규모: 1MWp • 태양전지: 5,760 x 175W poly-si modules • PCS: 250kW inverter x 4 B -23-

국내우수사례 - 태양광주택 정부정책 그린홈 보급사업 시행 B • 시스템 규모: 3.0kWp • 예상 연간 전력 생산량: 3,600kWh • 사업주: 개인 • 사업목적: 자가 소비용 전력 생산 -24-

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