태양에너지 주택

 

태양광 발전 설비가 설치된 가정의 모습. 지붕위 집광판으로 빛을 받아 전력을 생산한다. /사진제공=쏠라테크

경기도 양평 사회복지시설 신망원. 태양열 급탕 시스템을 설치해 매년 경유값을 절반씩 절감하고 있다.

 

국토 최남단 마라도에는 모두 23가구가 살고 있습니다.

제주도의 남서쪽 끝에 있는 모슬포항에서 12㎞나 떨어져 있는 마라도는 아름답고 낭만적인 섬입니다. 그런데 마라도에 사는 23가구는 과연 어디에서 전기를 공급받아 쓸까요.

마라도는 놀랍게도 전기를 자급자족합니다.

그렇다고 마라도에 화력발전소가 있는 건 아닙니다. 마라도 전력의 대부분은 태양광 발전시설로부터 나옵니다.

햇빛을 이용해 전기를 만들어낸다는 사실이 아직 낯선 분들도 많으시겠지요. 그렇지만 태양광 발전은 신ㆍ재생 에너지의 대표적인 분야입니다. 마라도에는 지난 92년 시간당 30㎾짜리 태양광 발전설비가 처음 설치됐고 지난해에는 시간당 150㎾짜리 설비가 들어섰습니다. 마라도 주민들은 태양광, 풍력을 중심으로, 경유 발전기에서 나온 약간의 전기로 섬에 필요한 전력을 자급자족하고 있습니다.

가뜩이나 재래식 화석 에너지가 고갈돼 가는 마당에 요동치는 국제정세로 인해 기름값은 계속 오르고 있습니다. 화석 연료를 대체할 새로운 에너지 개발은 우리나라 뿐만 아니라 전 인류의 미래가 걸린 일이지만 신ㆍ재생 에너지의 기술 수준과 소요 비용은 아직 만족할 만한 수준이 아닙니다. 비용대비 효율에서 화석연료를 따라가려면 아직 멀었습니다.

그런 중에 눈에 띄는 것이 태양광 발전과 태양열 난방 및 급탕 시스템입니다.

태양광 발전은 거울같이 생긴 집광판에 햇빛을 받아 전기를 생산하는 설비이고, 태양열은 집열판으로 햇빛을 받아 열에너지를 만드는 기술입니다.

두 기술은 신ㆍ재생 에너지의 각 부문 가운데 가장 적용 가능성이 높은데다, 가정에도 비교적 쉽게 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.

그러나 두 장치 모두 설치비용이 만만치 않습니다. 환경문제와 인류의 미래라는 명분을 위해 기꺼이 투자하기엔 큰 돈이 듭니다.

그래서 두 시스템 모두 정부가 설치비용을 보조합니다. 개인 사용자의 경제성을 일정부분 보완해주는 정책적인 시스템입니다. 보조를 받을 경우 설치비용을 4년만에도 뽑을 수 있다니 한 번 해볼만하지 않을까요. 때문에 향후 태양광 발전 설비와 태양열 난방 및 급탕 설비 산업도 최근 활기를 띠고 있습니다. 일부 업체들은 "투자비용을 은행에 예금하거나 펀드에 가입하는 것보다 경제성이 높다"고 말합니다. 가정에 이런 설비를 설치하려고 하면 주부들이 반대한다고 하는데요. 설치해서 써보고 나면 가장 좋아하는 사람은 바로 주부들이라는 말도 있습니다.

이번 주 리빙앤조이는 태양광과 태양열 설비에 대해 알아봤습니다. 태양광 발전 시스템을 설치한 가정과 태양열 온수 설비를 설치한 사회복지시설을 찾아가본 결과 "경제적으로 꽤 괜찮다"는 말을 들었습니다.

● 태양光 발전
건평 70坪 주택 월 전기료 3만원
공사비 70% 정부지원·30%만 집주인 부담
내구 연한 25년…3~5년이면 투자비 뽑아

프로골퍼 김대섭(25ㆍSK텔레콤)의 부친인 김충남 씨의 경기도 용인 집.

김 씨와 아내 홍의숙 씨, 그리고 김대섭 부부 4식구가 사는 건평 70평의 전원주택은 한 달 전기료가 3만 원 정도밖에 나오지 않는다. 지난 5월 시간당 3㎾ 시설규모의 태양광 발전설비를 시공했기 때문이다.

김 씨 가족은 5년 전 이 집에 입주했다. 태양광 발전 설비를 설치하기 전에는 한 달 전기료가 보통 15만 원씩 나왔다. 에어컨도 쓰는 여름철에는 최고 28만 원 까지 한 달 전기료를 낸 적도 있다.

현재 김 씨 가족은 태양광 발전설비를 설치한 덕을 톡톡히 보고 있다. 여름을 빼고는 전기요금이 한 달 3만 원 정도만 나오고, 여름에는 보통 6만 원 정도가 나온다.

김 씨 가족은 태양광 발전설비를 설치하는 데 846만 원을 들였다. 총 공사비는 2,823만 원이지만, 정부의 '태양광주택 10만호 보급사업'에 따라 총 공사비의 70%는 국고에서 지원하고 나머지 30%만 집 주인이 부담했다.

가정용 태양광 발전의 설치 장비는 지붕을 덮는 8평 정도 면적의 태양전지판과, 여기서 나오는 직류 전기를 가정에서 쓰는 교류로 바꾸는 인버터, 계량기 등이다. 모두 크기가 크지 않아 설치 면적을 크게 잡아 먹지 않는다.

김대섭 어머니 홍 씨는 "투어를 다니는 아들이 경기에 한 번 출전하면 옷을 보통 10벌 넘게 다려야 한다"며 "전기를 많이 쓰는 가정은 태양광의 전기료 절감효과를 몸으로 느낄 수 있을 것"이라고 말했다.

홍 씨는 지난 2월 유럽과 이스라엘 요르단 등을 여행하다 집집마다 태양광 집광판이나 태양열 집열판이 설치돼 있는 것을 보고 태양광에 관심을 갖게 됐다. 친환경 발전 설비인데다 마침 정부의 정책사업이기도 하기 때문에 설치를 결심했다.

김 씨 집에 태양광 발전설비를 시공한 쏠라테크㈜의 오성덕 이사는 "보통 태양광 설비의 자가 부담 비용을 3~5년이면 뽑는다고 보면 된다"면서 "태양광 설비의 내구연한이 약 25년 정도이기 때문에 설치 비용보다 훨씬 큰 효용을 누릴 수 있다"고 설명했다.

■한전과 사고 팔고

태양광 발전은 태양의 빛에너지를 전기로 변환시키는 기술을 바탕으로 한다. 인공위성에 날개처럼 달려있는 것도 태양전지판인데 이 역시 위성에 필요한 전력을 생산하기 위한 목적이다. 이렇게 빛을 받아 전기를 만들어 내는 태양전지(solar cell)는 일종의 반도체인데 이를 집약시킨 판을 모듈이라고 부르며, 모듈에서 생산된 전기를 축전지에 저장해서 쓰는 것이 태양광 발전의 기본적인 이용법이다.

그러나 요즘은 가정에 축전지를 설치하지 않는다. 낮에 태양광으로 생산한 전기 중 남는 것을 한전에 팔고, 태양광 발전이 되지 않는 밤 시간에는 한전에서 전기를 공급 받아 쓰는 '계통연계시스템'이 운영되기 때문이다. 한전은 가정과 사고 판 전기 값을 상계해 가정에 요금을 부과하는 식으로 전기 거래를 한다.

태양광 발전 설비는 재래식 발전 방식에 비해 효율이 낮다. 일단 투자비용이 높은데다 해가 없을 때는 전기를 만들어 내지 못하기 때문이다. 눈이나 비가 와도 발전 효율이 낮아진다. 일조량 적은 겨울에는 보다 효율이 떨어진다. 일년 356일을 평균했을 때 한국에서 하루 발전이 가능한 시간은 하루 3.5~4시간 정도. 시간당 3㎾ 설비를 하면 하루 평균 12㎾ 정도의 발전량이 나온다.

우리나라 가정은 월 평균 300~400㎾ 정도의 전력을 소비하는 가정이 가장 많다. 그래서 태양광 발전설비는 시간당 2.5㎾~3㎾ 정도가 알맞은데, 이 경우 전력 소비량의 상당 부분을 태양광 발전으로 커버할 수 있다. 또한 전력 사용량에 따라 요금이 누진적으로 커지는 요금 체계 때문에 태양광 설비는 더 큰 효율이 있다.

■2004년이 원년

태양광 발전이 실용화 된 것은 꽤 오래 전이다. 이미 58년에 미국 뱅가드 위성에 태양전지를 탑재한 뒤부터는 모든 인공위성에 태양전지가 이용된다.

한국에서는 76년 무인등대 전원으로 태양광 발전이 처음 시작됐으나 적용 범위는 오지나 낙도, 등대 등에 그쳤다.

그러다 본격적인 주택용 발전 사업이 활성화된 것은 2004년 '태양광주택 10만호 보급사업'이 시작되면서 부터. 그래서 업계는 2004년을 태양광 사업의 새로운 원년으로 꼽는다.

업계에서는 올해 태양광 발전 시장규모를 1,500~ 2,000억 원 정도로 본다. 지난해 800억원 정도의 시장을 형성한 것에 비하면 두 배 이상 시장이 성장했다. 가정과 건물의 태양광 발전 설비 뿐만 아니라 말고도 발전사업이 활성화 된 것이 시장 성장을 도왔다. 개인들도 유휴 토지 등에 태양광 발전 설비를 설치하고 발전사업자 등록을 하면 한전에 전력을 판매할 수 있는데 최근 들어 장기적인 투자 개념으로 발전 사업에 관심을 갖는 사람이 늘고 있다는 업계의 설명이다. 또한 유휴 토지 소유주 가운데 무거운 세금을 내는 것보다 태양광 발전 사업을 하는 게 낫다고 판단하는 사람들이 늘어났다는 것이다.

태양광 설비를 생산ㆍ시공하는 업체들도 꾸준히 늘고 있다. 정부 정책 사업이라 마진은 크지 않지만 자금 결제가 잘 된다는 장점 때문에 기술력을 가진 중소기업들이 특히 유리해졌다.

■가정에 설치하려면

태양광 발전 설비를 가정에 설치하기 위해서는 산자부가 태양광주택 10만호 보급사업 전문업체로 선정한 업체에 문의하면 된다. 이 업체들을 통해 설치해야만 정부의 보조를 받을 수 있다. 에너지 관리공단 산하 신ㆍ재생에너지센터에 문의해도 자세한 소개를 받을 수 있다.

지난해와 올해 설치 비용 중 정부가 보조하는 비중은 70%이지만, 내년과 후년에는 60%, 2009~2010년은 50%, 20011~2012년에는 30%로 줄어들 예정이라 가급적 서둘러 알아보는 것이 유리하다.

● 태양熱 난방
6,000만원 투자 년400만원 절감
97~98년 호황기엔 2,000억원대 시장 형성
업체 난립·제품질 저하로 소비자 고개 돌려
인증제 도입 따라 품질 개선…시장확대 전망

경기도 양평 소재 사회복지시설 신망원은 멀리서 봐도 건물 모습이 한 눈에 들어온다. 건물 지붕에 반짝반짝한 태양열 집열판이 설치돼 있기 때문이다.

신망원에 있는 39명의 아이들은 이 태양열 온수 급탕 시스템 덕분에 봄과 가을에 마음 놓고 온수를 쓴다. 2004년 이를 설치하기 전에는 하루 세 차례 씻는 시간이 정해져 있었다. 경유 보일러로 온수를 공급했기 때문에 하루 종일 온수를 쓸 수 없었다.

그러나 태양열로 물을 데워 쓰기 시작한 다음부터는 모든 아이들이 더운 물을 마음껏 쓸 수 있게 됐다. 일조량이 부족해 태양열의 효율이 떨어지는 겨울에는 경유 보일러로 온수를 급탕하지만, 봄과 가을만은 39명 아이들이 더운 물을 쓰는 데 부족함이 없다.

신망원에 설치된 태양열 온수 급탕 시스템은 약 53평 규모로 지붕을 덮은 집열판을 핵심으로 한다. 당시 시설 비용은 1억 2,000만 원이 들었는데 절반은 정부의 정책 자금으로 지원을 받았다. 태양열 설비를 설치하기 전에는 난방과 온수에 들어가는 경유값이 연간 700~800만 원 정도 들었다. 그러나 지금은 경유값의 절반 정도를 아끼고 있다. 투자비용을 단기간에 뽑기는 어렵지만 아이들이 봄과 가을 온수를 무리없이 쓸 수 있다는 점에 큰 의미가 있다.

강민철 신망원 사무국장은 "2~3년에 한 번 부동액을 갈아주는 등 유지 보수비용이 100~200만 원 들어가는 것을 빼면 거의 반영구적으로 쓸 수 있어 장기적으로는 상당한 이점이 있는 것으로 본다"고 말했다.

■태양광보다 경제성 우수

태양열 기술은 신ㆍ재생 에너지 가운데 가장 널리 알려진 분야다. 태양으로부터 오는 복사광선을 흡수해서 열에너지로 변환 및 저장해서 냉난방 및 급탕, 산업 공정열, 열발전 등에 이용하는 기술이다. 가정용에서는 주로 급탕 및 난방에 이용한다.

태양열 시스템은 집열부와 축열부, 이용부, 제어장치로 이뤄진다. 집열부는 태양 에너지를 모아 열로 변환하는 집열판을 말하며, 집열 시점과 이용 시점과의 사이에 일종의 버퍼 역할을 하는 저장 탱크를 축열부라고 부른다. 때로는 보조 보일러로 물을 데우기도 하는데 이를 이용부라고 하며 시스템 전체를 통제하는 설비를 제어장치라고 한다. 태양열은 에너지밀도가 낮고 계절별, 시간별 변화가 심하다는 특성 대문에 집열과 축열 기술이 가장 근본이 된다.

태양열을 이용해 물을 데워 이를 급탕 및 난방용으로 쓰는 원리는 생각보다 간단하다. 집열판 아래 열매체가 지나가는 파이프를 설치해 열을 모아 이를 통해 물을 데워 쓰는 아이디어다. 열매체를 섭씨 300도 이상으로 데우는 고온용 시설도 있는데 이는 주로 산업용 및 열발전용으로 쓰이며 가정용에서는 주로 섭씨 60도 정도의 저온용을 이용한다.

태양열은 '햇볕'이라는 요소에 민감한 기술이다. 특히 온수와 난방이 가장 많이 필요한 겨울철에 효율이 떨어지는 게 문제다. 그래서 석유나 가스 보일러가 따로 필요하다.

그러나 태양열 기술은 경제성과 효율성으로 볼 때 태양광 발전에 비해 효율이 우수하다. 석유를 써서 물을 데우는 것과 비교해 약 25% 정도의 효율이 나오며, 초기 설치 비용 또한 태양광 像鰥？비해 저렴하다.

■제품 개선돼 성장 예상

때문에 태양열은 한때 거대한 시장이 있었다. 지난 97~98년에는 약 2,000억 원의 시장을 형성했었다. 한 업체의 연간 매출액이 400억 원에 이르기도 했다. 20만 호에 이르는 주택을 비롯해 골프장, 목욕탕, 양어장 등 공중 시설에도 태양열 급탕이 활발히 이용됐었다. 태양열 시설을 할 경우 각종 인ㆍ허가를 받는데도 유리했다.

그러나 태양열 설비를 하는 주택이 늘어난 게 오히려 시장이 축소되는 계기가 됐다. 업체가 난립하면서 성능이 좋지 않은 제품이 쏟아져 나왔고, 이는 소비자의 외면으로 이어졌다.

하지만 2003년부터 정부의 제품 인증제도가 시작되면서 요즘 나오는 제품들의 성능은 꽤 우수하다. 태양열 설비는 과거 부동액 등 열매체가 돌아가는 파이프에 고장이 많았다. 특히 겨울철 동파 및 부식이 많았다. 이는 제품을 꼼꼼히 만들고 A/S만 신경쓰면 얼마든지 개선이 가능한 사항이기 때문에 인증제가 효과를 거두고 있다. 또한 겨울철에는 동파 방지를 위해 아예 쓰지 않는 것도 방법이다.

현재는 과거에 비해 시장 규모가 많이 위축돼 있다. 그러나 정부의 지원 및 제품에 대한 인식 전환 등으로 서서히 태양열 산업 규모가 커질 것으로 전망된다.

해외의 사례를 봐도 태양열 산업은 계속 성장하고 있다.

독일은 지난해 16만 대가 보급돼 총 300만 대를 넘어섰고 2010년까지 1700만 대 보급을 목표로 하고 있다. 햇볕이 좋은 그리스는 지난해 6만 대 정도의 시장이 형성됐고, 이스라엘의 경우는 주택의 80%에 태양열 또는 태양광 시설이 보급돼 있다. 중국은 세계 시장의 절반이 넘는 연간 20억 달러 수준의 시장이 형성돼 있다.

■가정에 설치하려면

설치를 위해서는 에너지관리공단 신재생에너지센터 홈페이지(www.knrec.or.kr)를 한 번 살펴보는 게 좋다. 홈페이지에 나와 있는 전문기업을 통해 상담을 받아 설치 타당성을 검토한 뒤, 정부의 금융 지원을 받을 수 있고, 각종 지원 신청은 인터넷으로도 가능하다. 설치비 지원은 두 가지 방법이 있다. 총 공사비의 50%를 지원받거나 총 공사비의 90%를 장기 저리로 융자 받는 방법이다.

가정에서 태양열 온수 및 난방을 이용하기 위해서는 타당성 검토가 가장 중요하다. 먼저 시설에 필요한 기본적인 환경이 되는 가옥인지를 가려야 한다. 그리고 난 뒤 가정에서 필요한 온수나 난방의 용량에 시설 비용을 대비해 경제성 및 효율성을 따져봐야 한다. 유지 및 보수 비용도 꼼꼼히 따져보고, AS에 대한 사항도 반드시 체크해야 한다.

이미 설치해 쓰고 있는 가정의 사용 후기를 참고하는 것도 도움이 된다.

● 신·재생 에너지란?
햇빛·풍력·수력·수소·지열 등 석유연료 대체할 11개 지원
투자비 비싸고 효율낮아 '문제'…2011년까지 5% 대체 계획

유가불안이 이어진 최근 재래식 화석연료를 대체할 에너지에 대한 일반의 관심이 커졌지만 '신ㆍ재생 에너지'란 용어는 아직 일반에 낯설다.

'신에너지 및 재생에너지개발ㆍ이용ㆍ보급촉진법'은 신ㆍ재생 에너지에 대해 '기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛ㆍ물ㆍ지열ㆍ강수ㆍ생물유기체 등을 포함하여 재생가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지'로 정의하고 있다. '신ㆍ재생'이란 다소 낯선 용어는 영어의 '뉴 앤드 리뉴어블 에너지(new and renewable energy)'를 번역하는 과정에서 나온 용어인 셈인데, 이를 '기존의 석유계 연료를 대체할 수 있는 에너지'로 이해하면 쉽다.

'신에너지 및 재생에너지개발ㆍ이용ㆍ보급촉진법'은 신ㆍ재생 에너지를 11개 분야로 구분하고 있다. 재생에너지는 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열 등 8개 분야가 있으며 신에너지로는 연료전지, 석탄액화가스화 및 중질잔사유가스와, 수소에너지 등 3개 분야다.

신ㆍ재생 에너지의 현재 수준은 실용화를 위해 노력하는 단계라고 말하는 게 타당하다. 우선 투자비용이 많이 들고 화석연료로 에너지를 생산하는 것에 비해 생산단가가 많이 들기 때문이다.

가정에 가장 쉽게 적용할 수 있는 신ㆍ재생 에너지 분야는 태양광 발전과 태양열 온수 및 난방이다. 두 기술은 핵심 기술이 개발된 지 꽤 오래된 분야이며 가정에 적용하기 시작한 지도 오랜 시간이 흘렀다.

그러나 비용대비 효율의 관점에서 보면 여전히 문제다. 정부의 지원이 있다고 하더라도 만만치 않은 설치 비용이 들어간다. 장기적으로는 투자 비용을 충분히 뽑을 수 있지만 유지 및 관리에 어느 정도 신경을 써야 한다.

태양광 발전과 태양열 난방ㆍ급탕의 또 다른 문제점은 아파트 등 공동주택에는 적용이 사실상 불가능하다는 점이다. 아파트 등 많은 세대가 모여있는 건물은 건물 전체의 전기 또는 온수 사용량에 비해 충분한 설치면적을 확보할 수 없다. 억지로 설치한다고 해도 세대별로 돌아가는 혜택은 작을 수밖에 없는 구조다.

그러나 언제까지나 화석연료에 매달릴 수는 없다는 것은 당연한 일. 김득수 에너지관리공단 신ㆍ재생에너지센터 과장은 "현재 신ㆍ재생 에너지는 초기 투자 비용이 크다는 장요요인에도 불구하고 화석에너지 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 세계 각국에서 과감한 연구개발과 보급정책을 추진하고 있다"고 말했다.

우리나라의 신ㆍ재생에너지 사업은 정부의 정책 사업이라는 점에서 앞으로 성장 가능성이 엿보인다. 산업자원부는 2011년까지 총 에너지 수급량의 5%를 신ㆍ재생에너지로 보급한다는 장기적인 목표를 세워두고 있다. 김성기 산자부 신ㆍ재생에너지과 사무관은 "기존 에너지 대비 가격경쟁력이 확보된다면 신ㆍ재생에너지사업은 IT, BT, NT 등과 더불어 미래산업으로 급신장 할 가능성이 있다"고 전망했다.

● 태양光·熱의 경제성
光발전 설치비 846만원 회수에 4년
은행이자 보다 수익좋아
태양광-전력소모 큰 집이 유리
태양열-유지·보수비도 따져야

가정에 태양광 발전 시설이나 태양열 온수ㆍ급탕 시설을 설치하는 데는 일단 경제성을 먼저 고려해야 한다. 환경이나 에너지의 미래를 생각한다는 명분도 좋지만, 공공기관이 아닌 가정에서는 일단 경제성이 있어야 한다는 게 당연한 일이다.

산업자원부가 작성한 경제성 검토자료에 따르면 가정에서 정부의 보조금을 받아 태양광 발전 설비를 설치할 때 투자비 회수 기간이 시설 용량에 따라 4~14년이 걸린다. 전기를 많이 쓰는 가정이 투자비 회수가 빠른 구조다.

먼저 태양광 발전 설비 설치비용을 1㎾당 940만 8,000원(올해 보급사업 평균설치단가)으로 잡고 태양광 시스템 이용율을 15%(하루 중 3.5시간)으로 가정한다.

한 달에 전기를 300㎾ 쓰는 가정이 있다고 하면 월 전기료는 3만 9,960원. 이 가정에 시간당 2㎾ 태양광 발전설비를 시공할 경우, 300㎾ 중 210㎾를 태양광으로 생산하고 나머지 90㎾는 한전의 전기를 쓴다. 이러면 월 전기료가 5,140원밖에 나오지 않는다. 연간 전기요금 절감액은 41만 7,840원. 총설치비는 1881만 6,000원인데 이 가운데 70%를 정부의 보조를 받기 때문에 가계가 부담하는 설치비는 564만 4,800원이다. 이 금액을 전기 요금 절약분으로 상쇄할 때까지 14년이 걸린다.

가정용 전기 요금은 누진제가 적용된다. 때문에 전기를 많이 쓰는 가정이 더 유리하다. 한 달에 600㎾를 쓰는 가정을 예로 들면, 한 달 전기요금이 19만 4,830원이 나온다. 이 가정에 시간당 3㎾ 짜리 태양광 발전설비를 설치하면 태양광으로 315㎾를 얻고, 한전의 전기를 285㎾를 쓰게 된다.

이럴 경우 한 달 전기 요금은 3만 7,080원에 불과하며 연간 절감액은 189만 3,000원이다. 정부의 보조를 받으면 태양광 설치비가 846만 7,200원이 드는데, 이 비용을 전기 요금 절감분으로 상쇄하는 데는 불과 4년밖에 걸리지 않는다. 이런 가정의 경우 846만 여 원을 은행에 넣어두고 이자를 받는 것보다 훨씬 높은 장기적 수익률을 올릴 수 있다.

태양열 온수 및 난방은 총공사비의 50%를 정부로 지원받을 때 1일 급탕 부하에 관계없이 투자비 회수기간이 4.1년 걸린다.

먼저 설치비용을 1㎡당 74만 원으로 잡고 하루 평균 일사량을 3,079㎉로 가정한다. 시스템 효율은 50%라고 친다.

하루 급탕 부하가 5만㎉ 필요한 가정으로 상황을 설정하면, 집열 면적이 32.48㎡ 필요하며 총 설치비는 2,403만 원이 든다. 이 중 50%에 대해 정부의 보조금을 받으면 가계가 부담하는 설치비는 1,202만 원. 이 경우 태양열 온수가 생산량이 연간 1만 8,000M㎈이므로 연간 경유 절감액은 293만 원이다. 이 금액으로 설치비를 상쇄하기까지는 4.1년이 걸린다는 게 산자부가 내놓은 계산이다.

그러나 태양열은 태양광과 달리 1~2년에 한 번씩 부동액을 교체해야 하는 등 유지보수 비용이 발생하고, 동파와 부식 등을 방지하기 위해 관리 노력이 필요하다는 점을 함께 고려해야 한다

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  태양광주택    태양광주택은 태양빛을 이용하여 전기를 생산하는 태양광발전 설비를 갖추고    직접 전기를 생산하여 사용하는 주택을 말합니다.    태양광발전으로 생산되는  전기는 한전으로 보내져  전기계량기를 거꾸로   회전시켜 전기료를 차감하게 됩니다.    따라서 전기요금은 [한달간 총사용량 - 한달간 총 태양광발전량]이 되겠습니다. 태양광주택 10만호 보급사업    산자부 산하 에너지관리공단에서 태양광주택 보급을 위해    일반주택에 가구당 총사업비의 60%를 무상보조해 주는 사업     지원대상 : 일반주택 및 공동주택     지원용량 : 1주택당 3kw이하 태양광 발전시스템 설치 후 예상전기료 월 전기사용량 월 전기요금 태양광발전 설치용량 태양광발전설치 후 예상전기요금 222kwh 25,030원 2kw   200원 301kwh 42,510원 2.5kw 1,120원 451kwh 95,140원 3kw 9,510원 태양광 발전시스템 설치 후 전기료 절감 예상액 예시 설치용량 월 전기사용량 전기료 절감 예상액 월 절감액 1년 절감액 10년 절감액 3kw 700kwh 207,147원 2,485,764원 24,857,640원 550kwh 134,150원 1,609,800원 16,098,000원 2.5kw 450kwh  78,480원  941,760원  9,417,600원 태양광발전 시스템을 설치하면?     전기요금 절감     주택 미관향상 및 주택의 재산가치가 상승     관리비가 안들고 오랜 수명을 안전하게 유지     환경친화적 무공해 에너지 공급 ▒ 태양광 발전 시스템에 대한 이해 태양광발전은 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술입니다. 기본원리는 반도체 PN접합으로 구성된 태양전지에 태양광이 조사되면 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게됩니다. 발전되는 전압전류는 태양전지의 크기와 빛의 강도에 의하여 결정되며 이러한 태양전지는 필요한 단위용량으로 직병렬 연결하여 기후에 견디고 단단한 재료와 구조의 태양전지판으로 상품화됩니다. 그러나 태양전지는 비, 눈 또는 구름에 의해 햇빛이 비치지 않는 날과 밤에는 전기가 발생하지 않을 뿐만 아니라 일사량의 강도에 따라 불균일한 직류가 발생합니다. 따라서 일반적인 태양광발전시스템은 수요자에게 항상 필요한 전력을 공급하기 위햐여 모듈을 직병렬로 연결한 태양전지 어레이(array)와 전력 저장용 축전지(storage battery), 전력 조정기(power controller) 및 직교류 변환장치(inverter) 등으로 구성됩니다. ▒ 태양전지의 원리 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치입니다. 빛을 반도체에 쪼이면 반도체 원자에서 +전자핵(electron hole)과 -자유전자(electron)가 생겨납니다. 자유전자가 외부회로에 도달하기 위해서 필요한 것이 반도체 p-n접합입니다. 이것은 말 그대로 'p형반도체(+극성)'와 'n형반도체(-극성)'을 붙여서 만든 것으로 전자들은 극성의 성질에 따라 n형반도체와 p형반도체로 나뉘어 쌓이게 되며, 특히 -자유전자들은 p형반도체쪽으로 끌려 넘어가게 됩니다. 이렇게 되면 접합 부분에 전기장이 생기게 됩니다. p형 반도체쪽에 계속 쌓인 전자는 반도체에 연결된 전기선을 통해 외부로 빠져나가려고 하며, 이렇게 전기선을 따라 전자가 흐르게 되면 전기를 얻게 됩니다. 태양전지는 가동 부분이 전혀 없기 때문에 장기간에 걸쳐 유지보수가 불필요하고 내구성도 높아 수명이 대단히 긴 것이 특징입니다. 종래 태양전지는 대단히 값이 비싸고 극히 제한되었던 특수한 용도(우주선이나 학술연구 등)에만 사용되었지만 현재는 제조 비용이 크게 내리고 특히 몇년 간의 사이에 보급 가격대로 내리는 추세입니다. 태양의 빛이 지상에 쏟아질 때의 밀도는 청천시에 1평방미터당 약 1kw정도이고 태양전지의 에너지 변환효율은 대략 10~15%정도이며 태양전지 1평방미터 당 100~150w(시간당)정도의 발전량이 얻어집니다. 국내에서의 평균적인 유효 일사 시간은 1일에 3~4시간 정도이며 이상적인 발전이 가능하다고 한 경우, 1평방미터당의 태양전지는 1일에 300~450w/day정도의 발전량을 기대할 수 있습니다. 단 태양전지 표면의 더러움이나 설치각도 햇빛의 영향, 송전loss, 배테리의 충방전 loss, 인버터의 전력변환 효율 등의 여러가지 요인에 의해 실제로 이용 가능한 전력량은 그 반정도가 된다고 봅니다. ▒ 태양광 발전 시스템의 구성요소 태양전지 : 반도체 PN접합으로 구성된 태양전지에 태양광이 조사되면 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게됩니다. 발전되는 전압전류는 태양전지의 크기와 빛의 강도에 의하여 결정되며 이러한 태양전지는 필요한 단위용량으로 직병렬 연결하여 기후에 견디고 단단한 재료와 구조의 태양전지판으로 상품화됩니다. 전력조절장치 : 태양전지가 주어진 조건에서 최대의 전력을 낼 수 있도록 하는 장치입니다. 인버터(inverter) : 태양전지에서 생산된 직류(DC)전기를 교류(AC)로 바꾸는 역할을 합니다. 축전지(battery) : 낮에 생산된 전기를 밤에 사용할 수 있도록 전기를 저장하는 역할을 합니다. 보조발전기 : 장마철이나 태풍 등의 영향으로 비교적 장기간 태양전지가 작동할 수 없는 경우에 대비합니다. ▒ 태양광 발전 시스템의 분류 태양광발전 시스템은 전력 계통연계 유무에 따라 계통연계형과 독립형으로 분류할 수 있으며 하이브리드(Hybrid)시스템은 풍력발전, 디젤발전 등 타 에너지원에 의한 발전방식과 결합된 방식이다. 계통연계형은 한전계통선이 들어오는 지역의 주택, 빌딩, 대규모 발전시스템에 사용되며 독립형시스템은 등대, 중계소, 인공위성, 도서, 산간, 벽지 등에 사용된다. ▒ 태양광 발전 시스템의 특징 - 고갈된 염려가 없고 연료비가 들지 않으며 환경오염 물질의 배출이 없다. - 기계적인 진동과 소음이 없다. - 발전용량에 신축성이 있고, 발전시설의 유동성이 있다. - 20년 이상의 수명과 자동화된 시스템으로 유지관리가 용이하다. - 미래의 에너지 산업에서 잠재력을 가지고 있다 ▒ 태양광 발전사업시 정부 매수가격 - KWh당 711.25원(3~30kw미만), 677.38원(30kw이상)  태양광발전설비 발전사업시 수익 : 3kw설비시 1년에 260만원 정도의 수익(3600~2800kwh/06년초 기준) ※ 진입년도 기준가격으로 15년간 적용받음 ▒ 확인사항 ① 추가비용 확인사항     건물의 형태, 위치 일조량 기타 보급사업 포함여부에 따라 비용의 차이가 날 수 있으므로     되도록 엔지니어의 방문견적을 받으시거나, 시공업체와 의논하고 설명하여 명확히 확인해 둡니다. ② 설치가대가 처음부터 시공비에 포함되는지, 부가세 포함금액인지를 확인하세요 ③ 설치공관확보면적 : 태양전지팜 단위면적으로 7~8평정도의 공간이 필요(3KW설비시)

 

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