한국태양에너지학회 태양광전문위원회, 한국태양광공사협회, 한국에너지기술연구원 신재생시스템연구실 KIER N-Lab은 지난 7월8일 청주 오스코에서 '2026 PV 상생워크숍'을 개최했다고 밝혔다. 

 

이번 워크숍은 △재생에너지 보급제도 현황(한국에너지공단) △햇빛소득마을 및 ReSCO의 역할(한국에너지공단) △태양광사업을 둘러싼 변화와 기술적 대응(엔라이튼) △180° 수직가변 영농형 태양광발전시스템 개발 및 실증(한국에너지공과대학교) △동서형 지붕태양광시스템 실증사례(제이에이치에너지) △VPP기반 태양광활성화 및 계통이슈 대응방안(서울과학기술대학교) △AI기술을 적용한 태양광 O&M(한국에너지기술연구원) 등으로 진행됐다.

 

황혜미 한국태양에너지학회 태양광전문위원회 위원장은 개회사를 통해 “탄소중립과 에너지전환이 가속화되는 가운데 태양광산업은 새로운 도약의 기회를 맞이하고 있다”라며 “특히 태양광 입지 다변화와 AI기술 접목, 정책·제도 환경의 변화는 태양광산업의 미래를 좌우하는 중요한 요소가 되고 있다”고 말했다.

 

이어 “한국태양에너지학회 태양광전문위원회는 올해 태양광공사협회와 함께 상생 워크숍을 마련해 산업계와 학계의 현장 경험 및 기술 성과를 공유하고 협력방안을 모색하고자 한다”라며 “이번 워크숍에서는 태양광 입지 다변화 기술 실증과 AI기반 태양광시스템뿐만 아니라 현 정부의 새로운 태양광 정책과 제도방향을 공유하고 산업 발전방안을 함께 논의할 예정”이라고 밝혔다.

 

재생E 보급지원, 주택·건물·융복합 중심 추진

한영규 한국에너지공단 대리는 ‘재생에너지 보급제도 현황’을 주제로 발표했다.

 

국내 재생에너지 보급 및 융자지원사업은 △주택지원 △베란다 태양광 △건물지원 △융복합지원 △공공기관 설치의무화 제도 △재생에너지 금융지원 △재생에너지 연료 혼합의무화제도(RFS) 등이 주요사업이다.

 

주택지원사업은 단독주택, 공동주택 소유자와 신재생에너지설비 설치를 희망하는 가구를 대상으로 태양광, 태양열, 지열 등 설비설치비 일부를 지원하는 사업이다. 2026년 예산은 256억6,500만원 규모로 편성됐으며 태양광, 태양열, 지열, 소형풍력 등을 대상으로 지원이 이뤄진다.

올해 주택지원사업은 태양광 단독 접수방식 변경, 참여기업별 태양광 단독 물량 확대, 사업연장 및 설치완료기간 조정, 동일장소 중복지원 기준 완화, 신청자 사업포기 페널티 강화 등이 변경됐다.

 

베란다 태양광사업은 에너지비용 절감과 주택 부문 재생에너지 보급 확대를 위해 공동주택과 단독주택 등에 1kW 이하 태양광 설비 설치를 지원하는 사업이다. 2026년 지원규모는 375억원으로 서울 75억원, 서울 외 지역 300억원이 배정됐다. 보조금은 1W당 600원 수준에서 지원되며 서울은 국비 30%, 지방비 50% 이상, 자부담 20% 이내로 구성된다.

 

건물지원사업은 건물에 신재생에너지 설비를 설치하는 경우 설치비 일부를 지원하는 사업이다. 2026년 예산은 458억6,700만원 규모로 일반·산단 등 태양광, 학교 RE100, 전통시장, 건물일체형 태양광(BIPV), 태양열, 지열 등을 지원한다. 특히 국가 R&D 성과물 중 사업화가 가능한 설비를 보급하는 시범사업도 포함됐다.

 

융복합지원사업은 동일 장소에 2종 이상의 신재생에너지원을 함께 설치하거나 주택·상업·공공건물 등 특정 구역에 재생에너지를 통합 공급하는 사업이다. 2022년부터 2026년까지 총 680개 컨소시엄에 6,252억5,500만원이 지원됐으며 2026년에는 1,280억2,400만원 규모 지원이 계획되고 있다.

 

공공기관 설치의무화제도는 국가와 지자체 등 공공기관이 신축·증축·개축하는 연면적 1,000m² 이상 건축물에 대해 예상 에너지사용량의 일정비율 이상을 재생에너지로 공급하도록 의무화하는 제도로 올해 의무공급비율은 36%다.

 

한영규 에너지공단 대리는 “재생에너지 금융지원사업은 초기 투자비가 큰 재생에너지 생산·이용시설에 장기 저리 융자를 지원하는 제도”라며 “2026년 지원예산은 6,480억원 규모이며 시설자금과 생산자금으로 구분돼 △태양광 △풍력 △바이오 △농어촌 태양광 △공공형 태양광 등이 지원대상에 포함될 것”이라고 말했다.

 

이어 “재생에너지 연료 혼합의무화제도(RFS)는 수송용 연료에 바이오디젤 등 재생에너지 연료를 일정비율 이상 혼합하도록 의무화하는 제도”라며 “2024년부터 2026년까지 혼합의무비율은 4.0%로 적용된다”고 말했다.

 

주민참여형 태양광 수익모델 구축

김성훈 한국에너지공단 처장은 ‘햇빛소득마을 및 ReSCO의 역할’을 주제로 발표했다.

 

국내는 화석연료 중심의 에너지체계로 인해 에너지안보에 취약한 구조로 재생에너지 보급 확대와 함께 지역주민이 직접 참여하고 수익을 공유하는 새로운 보급모델이 필요하다.

 

햇빛소득마을은 지역사회 주민이 직접 참여해 태양광발전소를 설치하고 수익을 공유하는 모델이다. 

 

김성훈 한국에너지공단 처장은 “햇빛소득마을은 국민 체감 재생에너지 성과를 창출하고 탄소감축과 지역경제 활성화를 동시에 해결하기 위한 모델”이라며 “마을 주민이 기획자이자 의사결정권자로 참여하는 것이 핵심”이라고 말했다.

 

햇빛소득마을은 2030년까지 2,500개 이상 조성을 목표로 하며 2026년에는 700개 이상 조성이 추진된다. 이를 위해 △초기 기획 △비용관리 지원 △계통 포화지역에 대한 ESS 설치 지원 △사업추진여건 개선 △민관협동조합 등을 활용한 부지정보 통합 지원 등이 추진될 예정이다.

 

ReSCO는 햇빛소득마을사업을 전담할 수 있는 재생에너지종합서비스기업이다. 마을 주민이 전문성을 갖추기 어려운 발전사업 기획, 설계·시공, 운영관리, 사후관리 등을 지원하는 역할을 한다.

 

ReSCO는 소규모 발전사업자 전주기 지원을 담당한다. 사업기획 단계에서는 △입지발굴 △수익성 분석 △주민 수용성 확보 등을 지원하고 설계·시공 단계에서는 발전소 설계와 기자재·설비 조달 및 적정시공을 담당한다. 운영관리 단계에서는 모니터링과 효율관리 정기점검, 고장진단, 출력제어 대응 등을 수행한다.

 

에너지공단은 부실기업 진입을 차단하기 위해 ReSCO 등록요건과 갱신평가를 운영한다. 등록기업은 일정 기준 이상의 전문인력과 시공실적 등을 갖춰야 하며 등록기간은 1년으로 운영된다. 향후 마을과 ReSCO 간 공정한 계약체결을 위한 표준 도급계약서와 ReSCO 안내자료 배포도 추진할 계획이다.

 

김 처장은 “햇빛소득마을이 성공하려면 주민 참여와 협동조합 운영, 투명한 수익관리, 전문기업의 전주기 지원이 함께 이뤄져야 한다”라며 “ReSCO와 지자체, 주민공동체가 협력해 지역상생형 재생에너지 모델을 확산해야 한다”고 강조했다.

 

태양광사업 변화에 따른 기술 대응방향 공유

박대현 엔라이튼 팀장은 ‘태양광사업을 둘러싼 변화와 기술적 대응’을 주제로 재생에너지 정책 변화와 계통제약 심화에 따른 태양광사업 대응전략을 소개했다.

최근 정부 정책 전환, 계통제약 심화, RE100 수요 확대 등으로 태양광 신규 비즈니스모델이 확산되고 있다. 정부는 RPS제도 개편, 분산에너지 활성화 특별법 시행, 재생에너지 입찰시장 도입 등을 추진하고 있으며 2030년까지 재생에너지 보급을 확대하는 방향으로 정책기조를 정비하고 있다.

 

계통제약은 태양광사업의 핵심 리스크로 부상하고 있다. 특히 접속대기 발전설비는 3,939MW 규모로 제시됐으며 송전선 건설사업 지연, 재생에너지 출력제어, 특정 지역 태양광 편중 등을 해결하기 위해 송전망 확충뿐만 아니라 배전망 보강, ESS 설치, 유연성 자원 활용, VPP기반 운영이 중요해지고 있다.

 

또한 글로벌 공급망에서 RE100 이행 요구가 빠르게 확대되고 있으며 국내 기업들도 탄소중립, 공급망 대응, 전력수요 급증에 따라 재생에너지 조달 필요성이 커지고 있다.

 

박 팀장은 “정책 변화는 태양광사업에 위험이자 기회”라며 “RPS 폐지와 재생에너지 입찰시장 전환, 분산에너지 활성화, RE100 확대에 대응하기 위해서는 발전사업 운영방식도 바뀌어야 한다”고 말했다.

 

재생에너지 입찰시장은 기존 RPS 중심 구조에서 시장기반 정산으로 이동하는 핵심 변화로 제시됐다. 제주도 시범사업을 시작으로 육지권 확대가 추진되고 있다. 또한 분산에너지 활성화 정책도 태양광사업 환경을 바꾸고 있다. 분산에너지 활성화 특별법 시행에 따라 △분산특구 지정 △지역별 전기요금제 △계통제약 해소형 사업 등이 추진되고 있다. 

 

RPS제도 개편도 주요변수다. 보급물량을 직접 할당하는 방식으로 전환하며 장기 고정가격계약 중심 구조가 개편돼 발전사업자는 단순 REC 판매 중심에서 △전력시장 △입찰 △정산 △유연성자원 연계 등까지 고려해야 하는 구조로 전환될 것으로 전망된다.

 

또한 NWA 활용을 통해 ESS 충·방전, 수요반응(DR), 유연성 자원·VPP 등을 통해 계통투자를 최소화해 피크 시 충·방전, 수요자 부하조정, 분산자원 집합제어 등을 통해 계통 부담을 완화하는 방안도 떠오르고 있다.

 

박 팀장은 “배전망 ESS 사업구조도 변화하고 있다”라며 “기존 마을단위 ESS에서 배전선로 단위 통합형 ESS로 전환해 VPP 사업자가 설치와 운영을 담당하며 마을은 부지 임대와 일정 수익을 확보하는 방식을 활용해 계통 안정성과 주민수익을 동시에 확보할 수 있다”고 말했다.

 

VPP 플랫폼 사업화 방향은 발전량 예측형과 수요형으로 구분할 수 있다. 발전형 VPP는 △AI기반 발전량 예측 △시장입찰 △접속·운영 △정산분배 △차익거래 △용량요금 △유연성·계통서비스를 통해 수익을 창출한다. 수요형 VPP는 부하예측, 부하이동, DR 제어, 요금수익, 전기요금 절감, RE100 자가소비 등을 통해 수요자 측 가치를 높인다.

 

박 팀장은 “앞으로 태양광사업은 단순 발전소 건설과 REC 판매만으로는 경쟁력을 확보하기 어렵다”라며 “VPP 플랫폼, ESS 기술, 입찰시장 대응, 생산적 금융을 결합해 정책 변화와 계통제약을 새로운 사업기회로 전환해야 한다”고 강조했다.

 

180° 수직 가변 영농형 태양광 실증성과 제시

임철현 KENTECH 교수는 ‘180° 수직 가변 영농형 태양광발전시스템 개발 및 실증’을 주제로 발표했다.

 

기존 영농형 태양광은 농지 내에서 연간 15~23% 수준의 차광이 발생하는 반면 수직형으로 설치할 경우 차광률을 9% 이하로 낮출 수 있어 작물 생산성 개선이 기대된다. 이에 따라 농업활동을 유지하면서도 재생에너지 생산을 병행할 수 있는 영농형 태양광의 사업화 필요성이 커지고 있다.

 

이번 실증은 배추 재배지를 대상으로 진행됐으며 고정식과 수직형, 동서·남북 배치 등을 비교하는 방식으로 구성됐다.  시뮬레이션 결과 180° 회전 가변형 시스템은 기존 고정형 대비 발전량 향상 가능성을 보였다. 

 

연구진들은 주간 과잉발전과 덕커브 심화에 대응하기 위해 발전시간을 분산시키는 수직형 영농형 태양광 실증이 필요하다고 분석했다. 수직형 시스템은 태양광 집중에 따른 정오 시간대 과잉발전을 완화하며 오전·오후 발전량을 확대해 전력계통 기여도를 높일 수 있는 방식으로 판단된다.

 

구조물 측면에서는 하부기초 공법과 180° 회전 구동부 개발이 주요 요소다. 파일식과 헬리컬 기초를 비교한 결과 헬리컬 기초가 구조성능과 경제성 측면에서 우수한 대안으로 검토됐으며 회전 구동부는 △감속기 △웜기어 △구동모터 △제어로직 등을 통해 시간대별 최적 운전을 구현하도록 설계됐다.

 

작물재배 실증에서는 배추를 대상으로 토양 기초데이터와 생육 데이터를 확보했다. 실증결과 동서 배치와 남북 배치에 따라 작물 생육과 발전량 특성이 달라졌으며 일부 수직형 구역에서는 대조군 대비 중량 증가와 생육 개선가능성이 확인됐다.

 

임철현 교수는 “이번 실증을 통해 동서 시간별 가변방식의 우수성과 피크분산 효과, 작물재배 병행 가능성을 확인했다”라며 “설계, 시공, 모니터링, 초기 성능검증까지 일련의 과정을 연계해 중간성과를 확보했다”고 말했다.

 

동서형 지붕태양광시스템 실증사례 공유

심훈 제이에이치에너지 연구소장은 재생에너지 확대에 따른 출력제어 문제와 이를 완화하기 위한 동서형 지붕 태양광시스템 개발·실증성과를 소개했다.

 

국내 신재생에너지정책은 탄소중립, 전력공급 안정성, 에너지효율, 수소·재생에너지 확대, 분산에너지 등을 중심으로 추진되고 있다. 특히 태양광 보급이 빠르게 확대되면서 재생에너지 발전량과 설비용량은 증가하고 있으나 계통수용성 확보와 출력제어 문제가 새로운 과제로 부상하고 있다.

 

이번 연구는 한국에너지기술평가원 지원을 받아 진행된 신재생에너지 핵심기술개발사업으로 전력피크 분산과 이용률 향상을 목표로 '50kW급 동서형 이중형 양면 태양광시스템을 개발·실증'하는 내용으로 추진됐다.

 

기술개발 과정에서는 △PV·BIPV모듈 개발 △동서형 태양광구조물 개발 △구조성능평가 △BIM 라이브러리 구축 △반사필름 및 고처리제 개선 등이 진행됐다. 또한 시공성과 유지관리성을 고려해 △지붕형 구조물 △인버터 △접속반 △모니터링시스템 등을 연계한 실증사이트가 구축됐다.

 

실증은 박공지붕과 평슬라브 등 다양한 지붕조건에서 진행됐다. 연구진은 남향 고정식과 동서형 시스템의 발전량, 시간대별 발전비중, 피크분산 효과를 비교했으며 이를 통해 동서형 시스템이 정오 시간대 출력집중을 완화하고 오전·오후 발전비중을 높이는 특성을 확인했다.

 

실증데이터 분석결과 남향형은 정오 전후 출력이 집중되는 단봉형 발전패턴을 보인 반면 동서형은 오전과 오후로 출력곡선이 완만하게 분산되는 경향을 보였다. 특히 동서형 이중경사형은 정오 피크를 낮추면서도 시간대별 발전량을 고르게 확보할 수 있어 계통친화형 지붕 태양광 대안으로 검토가능할 것으로 예상된다.

 

심훈 소장은 “재생에너지 확대에 따라 출력제어와 계통수용성 문제가 중요해지는 상황에서 동서형 지붕 태양광은 제한된 지붕면을 효율적으로 활용하면서 출력피크를 분산할 수 있는 기술”이라며 “향후 △발전성능 △경제성 △구조안전성 검증 등을 바탕으로 지붕 태양광 보급모델로 확대할 필요가 있다”고 강조했다.

 

전력망 이슈대응 VPP 운영모델 공유

황우현 서울과학기술대학교 교수는 ‘VPP기반 태양광 활성화 및 계통이슈 대응방안’을 주제로 발표했다.

 

정부는 재생에너지를 주력 전원으로 육성하며 ESS를 계통유연성과 분산형 전력망 전환을 위한 백업 인프라로 규정하고 있다. 이에 따라 재생에너지와 ESS를 결합한 패키지형 사업모델, 지역단위 생산·소비 구조, VPP기반 통합운영체계 구축이 주요 정책방향으로 제시되고 있다.

 

VPP는 광범위한 지역에 분산 설치된 △태양광 △풍력 △연료전지 △ESS △전기차 등을 ICT로 연계해 하나의 발전자원처럼 통합 운영해 전력공급과 수요관리에 활용하고 전력계통 운영 안정화와 수요조절을 동시에 수행할 수 있다.

 

운영모델은 마을단위, 지역단위, 국가단위로 확장될 수 있다. 마을형 VPP는 태양광, 풍력, 바이오, ESS, V2G 등을 지역 내에서 통합 운영하고, 지역형 VPP는 여러 마을의 분산자원을 묶어 계통운영과 시장참여를 지원한다. 국가형 VPP는 지역 VPP를 다시 통합해 KPX, 스마트그리드 전력회사, 전력거래시스템과 연계하는 구조다.

 

현재 독일은 수만개 분산자원을 묶어 10GW 이상을 운영하는 공급·혼합형 VPP를 구축했으며 미국은 수요반응과 ESS 연계를 기반으로 시장보상 구조를 마련하고 있다. 호주는 주거용 태양광과 배터리를 묶은 세계 최대 규모의 주거용 ESS 배터리 VPP를 추진하고 있으며 일본은 정부 주도의 실증을 거쳐 민간시장 확대를 추진하고 있다.

 

황 교수는 “태양광 확대에 따른 계통이슈는 단순히 발전설비를 늘리는 방식만으로 해결하기 어렵다”라며 “VPP와 ESS, 전기차, 수요자원 등을 연계한 디지털기반 운영체계를 구축해야 재생에너지 확대와 전력망 안정성을 동시에 확보할 수 있다”고 강조했다.

 

AI기반 태양광 O&M 적용방안 제시

고석환 한국에너지기술연구원 책임은 ‘AI 기술을 적용한 태양광 O&M’을 주제로 발표했다.

 

글로벌 태양광 누적 설치용량이 빠르게 증가하면서 태양광 O&M시장도 확대되고 있다. 국내 역시 태양광 설치용량이 지속적으로 늘어나고 있어 발전소의 장기성능 유지와 설비이용률 개선을 위한 운영관리기술의 중요성이 커지고 있다.

 

기존 태양광 O&M은 정기·현장점검 중심으로 이뤄졌으나 최근에는 △드론 열화상 △EL 검사 △AI 이미지 분석 △SaaS기반 데이터 분석 등으로 고장진단 방식이 고도화되고 있다.

 

한국에너지기술연구원은 I-V 곡선기반 고장진단 기술을 개발하고 있다. 이는 태양광 모듈의 전압·전류 데이터를 수집한 뒤 시뮬레이션과 AI분석을 통해 정상상태와 고장상태를 분류하는 방식으로 딥러닝기반 이미지 분석과 I-V 곡선 패턴분류를 결합해 비전문가도 고장상태를 평가할 수 있는 진단체계다.

 

실제 공공발전소 지붕형 태양광설비를 대상으로 인버터별 이용률과 발전성능을 분석한 결과 일부 인버터에서 이상징후가 확인됐으며 현장점검을 통해 퓨즈 교체 등 조치가 이뤄졌다. 이후 설비이용률이 약 30% 이상 개선됐다.

 

고석환 책임연구원은 “태양광발전소의 지속가능한 운영을 위해서는 단순 현장점검을 넘어 데이터기반 고장진단과 KPI 기반 운영관리로 전환해야 한다”라며 “AI 진단모델의 정확도를 높이기 위해 고품질 데이터 확보와 표준화된 데이터셋 구축이 중요하다”고 강조했다.