방음벽, 철로, 화물열차 지붕에도... 주요국들, 철도 인프라에 태양광 패널 깐다 [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 철도 인프라를 활용한 태양광 에너지 생산이 각광받고 있다. 기존 철도 시설물을 이용하면 태양광 패널을 설치하기 위해 별도로 부지를 확보할 필요가 없기 때문이다.
7일(현지시간) 기후테크 전문매체 클린테크니카는 주요 철도 국가들이 방음벽, 화물차량 지붕, 철도의 레일 등 다양한 공간은 활용해 태양광 전력을 생산하고 있다고 보도했다.
철도 인프라 유휴부지 활용도 극도로 올려...
기차 바퀴 지나는 철로 사이에도 패널 설치
태양광 발전의 주요 애로사항 중 하나는 설치 공간 확보다. 패널이 생각보다 크기 때문이다. 일반적으로 주거용 태양광 패널의 크기는 가로 1.65미터, 세로 1미터 정도다. 일반 가정의 월평균 전력 소비량인 약 300kWh를 충족시키기 위해서는 300W 용량의 보급형 패널을 10장 설치해야 한다.
따라서 각국은 자국의 토지 환경을 최대한 활용하기 위한 다양한 태양광 설치 전략을 내놓고 있다. 철도 부지 활용이 대표적이다.
리투아니아 태양광 기업 솔리텍(SoliTek)은 철도 방음벽에 양면형 태양광 패널을 설치하는 프로젝트를 추진 중이다. 보통 태양광 패널은 전면에서만 빛을 흡수할 수 있는데, 전면과 후면에 모두 태양 전지를 배치, 양측에서 빛을 흡수할 수 있도록 하여 에너지 생산량을 높였다.
수직 설치가 가능한 것도 큰 장점이다. 기존의 태양광 패널은 빛을 최대한 많이 흡수하기 위해 비스듬히 기울여 설치해야 했다. 그러나 솔리텍의 패널은 수직 위치에서 태양광을 효율적으로 흡수할 수 있어 공간 효율성을 높였다.
솔리텍은 지난해 7월부터 리투아니아 국영 철도기업인 리투아니아 철도(Lietuvos geležinkeliai, LTG)와 함께 빌니우스 지역 철도변에 70미터 구간에 걸쳐 양면형 태양광 패널을 설치하는 작업을 진행 중이다. 설치가 완료되면 연간 13.2MWh의 전력 생산이 가능할 전망이다.
스위스 태양광 기업 선웨이즈(Sun-Ways)는 아예 기차가 다니는 철로에 태양광 패널을 설치하는 기술을 개발했다. 두 개의 선로를 이어주는 철도 침목 사이 공간을 이용하는 기술이다. 클린테크니카는 해당 기술이 철로를 청소, 관리하는 기존 장비와 호환 이용이 가능하며, 필요시 신속히 제거할 수도 있다고 설명했다.
철로 사이 공간을 이용한 태양광 패널 / Sun-Ways
일본, 신소재 태양전지 신칸센에 깐다...
페로브스카이트, 실리콘보다 저렴하고 에너지 효율도 높아
일본 역시 주요 교통망인 철도 방음벽에 신소재를 활용한 태양광 패널 설치를 진행하고 있다. 바로 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지다.
일반적으로 태양광 패널은 햇빛을 전기로 변환하는 태양전지(Solar Cell) 여러 개를 연결하여 만들어진다. 기존의 태양광 전지는 보통 실리콘을 주 원료로 하는데, 내구성은 좋지만 에너지 변환 효율이 보통 15~22% 사이로 낮은 편이고 제조 공정도 복잡하다. 실리콘은 모래의 주 성분인 이산화규소(SiO₂), 즉 석영에서 산소를 제거하는 방식으로 추출하는데, 이 과정에서 1000도 이상의 고온이 요구되기 때문이다.
반면 페로브스카이트는 상대적으로 제조가 수월하다. 일반적으로 페로브스카이트는 일반적으로 세 가지 유형의 원자 또는 분자로 구성되는 특정한 결정 구조의 화합물을 말한다. 이러한 구조는 다양한 조합의 원소를 포함시킬 수 있어, 물질의 특성을 조절하기에 아주 용이하다. 즉, 화합물로서 구조적 안정성은 유지하면서도 다양한 원소로 치환이 가능하다는 얘기다. 때문에 페로브스카이트는 낮은 온도에서 제조가 가능할 뿐 아니라, 전하의 이동성도 높아 에너지 변환 효율도 24% 정도로 실리콘보다 높다. 차세대 태양전지로 주목받는 이유다.
일본은 이러한 페로브스카이트 태양전지로 만든 태양광 패널을 약 650km에 이르는 신칸센 철도 방음벽에 설치하고 있다. 패널 설치로 생산된 전력으로 역사 조명 등 철도 시설의 전력 공급을 자체 조달한다는 계획이다.
페로브스카이트 결정 구조(왼쪽) / 세종대학교 나노신소재공학과
한편 우리 정부 또한 철도를 활용한 태양광 전력 생산에 주력하고 있다. 이미 2021년부터 한국철도공사는 서울특별시, 국토교통부와 함께 솔라 레일로드(Solar Railroad) 그린뉴딜 협력사업'을 시작, 철도 차량 기지, 역사 등 전국 13개 철도 부지에 총 25MW 규모의 태양광 발전시설을 설치하기로 계획한 바 있다. 지난해 12월에는 ‘철도 유휴부지 태양광발전 사업자 공모’를 내고 사업자 선정에도 나선 바 있다. 연간 임대수익은 5억원으로 추정된다.
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