세계 최고 수준의 기상 조건은 아니지만, 충분히 경쟁력 있는 발전 잠재량을 갖고 있다.
패널 크기 대비 발전 효율이 향상되는 등 태양광 기술의 발전은 지리적 제약을 완화하는 데 도움을 준다.
태양광으로 전력을 생산하는 데 큰 영향을 미치는 기상 요소는 일사량과 일조 시간이다. 이 두 가지 요소를 기준으로 봤을 때, 우리나라의 기상 조건은 독일보다 유리하다.
독일은 전력 생산에서 태양광을 활발하게 활용하는 국가다. 2024년 기준, 독일은 국가 전력 생산의 약 14%를 태양광 발전으로 충당했다(프라운호퍼연구소 조사).
일사량은 태양에서 전자기파 형태로 방출된 에너지가 지구 표면에 도달하는 양을 말한다. 한국에너지기술연구원이 2011년에 발표한 논문(신재생에너지 자원지도 및 활용 시스템 구축 사업)에 따르면, 1982~2010년 측정·분석한 우리나라의 1일 평균 태양광 자원은 3.62kWh/㎡/day다. 이는 1제곱미터 면적에 하루 평균 3.62kWh의 태양 복사 에너지가 도달한다는 의미다.
(다만 일사량에는 지역별 편차가 있다. 우리나라의 경우 남해와 남해 중서부, 대전 분지 일대가 태양광 에너지를 많이 받는다. 반면 대기오염이 심각한 수도권 일대는 상대적으로 일사량이 낮은 편이다.)
이러한 우리나라의 일사량을 다른 국가들과 비교하면 어떻게 평가할 수 있을까? 전 세계 태양광 잠재량을 지도 형태로 보여주는 ‘글로벌 솔라 아틀라스(Global Solar Atlas)’를 통해 비교해 보자. 이 사이트에 집계된 우리나라의 하루 평균 일사량(Global Horizontal Irradiation, GHI)은 3.65~4.20kWh/㎡/day다. 이는 독일(2.75~3.34kWh/㎡/day)이나 일본(2.94~4.27kWh/㎡/day)보다 높은 수준이며, 지역별 편차는 있지만 프랑스(2.97~4.42kWh/㎡/day)와는 비슷한 편이다.
(글로벌 솔라 아틀라스 자료는 실제 관측값을 위성 자료와 모델링을 통해 보정한 것으로, 각국 기상청이 집계한 관측 자료와는 차이가 있을 수 있다. 예를 들어 독일 기상청(DWD)이 1981~2010년 관측값을 기반으로 발표한 독일의 연평균 일사량은 1,055kWh/㎡/year로, 이를 일평균으로 환산하면 약 2.89kWh/㎡/day다.)
일조시간은 어떠한가?
기상청 기상연보에 따르면 우리나라의 연간 일조시간은 약 2300~2600시간으로 집계된다. 이는 독일(1700~1900시간)보다 많고, 이탈리아(2200~2700시간)보다는 적으며, 프랑스(1800~2800시간)와는 비슷한 수준이다.
다만 일사량이나 일조시간은 기후변화 등의 영향으로 달라질 수 있다. 실제로 우리나라와 독일의 경우, 21세기 들어 일조시간이 점차 증가하는 추세를 보이고 있다. 또한 강수일수나 기온 역시 태양광 발전량에 영향을 미친다. 태양광 발전은 햇빛이 강하되, 기온은 봄·가을 수준일 때 발전 효율이 가장 높다. 따라서 이러한 기상 조건들은 특정 지역의 태양광 발전 ‘잠재력’을 예측하는 참고 자료 정도로 활용하는 것이 타당하다.
끝으로 기상조건과 더불어 주목해야 할 요소는 태양광 모듈의 효율이다. 업계에 따르면, 1990년대 태양광 모듈의 효율은 약 12~14% 수준이었지만 2020년대에는 20~25% 정도까지 향상됐다. 즉 태양에서 1000W/㎡의 빛(표준시험조건, STC 기준)이 패널에 도달했을 때, 1990년대에는 약 120W/㎡의 전력을 생산했다면, 현재는 200W/㎡이상의 전력 생산이 가능하다는 의미다. 이러한 태양광 모듈 기술의 발전은 동일 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있게 해, 태양광 발전 시설 설치에 따른 공간적 제약을 완화하는 데 기여할 것으로 보인다.
<우리 지역 태양광 잠재력을 알아볼 수 있는 사이트>
서울시 햇빛지도: https://energyinfo.seoul.go.kr/solarmapDesc?menu-id=Z080600
한국태양광 산업협회http://www.kopia.asia/subpage.php?p=m34
우리나라 일사량을 그래픽으로 보여주는 프로그램 https://kier-solar.org/user/gis/map/sl