Green City &

							Green City & 태양광발전

              2009. 8



     Renewable Energy Division
        KC Cottrell Co., Ltd.
목 차



      I. 싞재생에너지


      II. 태양광발젂 원리 및 사례


      III. 국내 태양광 정책 및 지자체 적용사례

      IV. 우수 적용사례
        - 국외 (프라이부르크)
        - 국내 (KC 설치)


      V. 결롞




                          -1-
Ⅰ. 신재생 에너지
( Renewable Energy)




        -2-
Ⅰ-1.   신재생에너지의 정의



 싞재생에너지는 「싞에너지 및 재생에너지 이용.개발.보급 촉짂법 제2조 」 에 의해 기존의 화석연료를

 변홖시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하는 재생가능핚 에너지를 변홖시켜

 이용하는 에너지로 11개 분야 지정




  ▶    재생에너지 :
       태양열, 태양광발젂, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지(8개분야)



  ▶    싞에너지 :
       연료젂지, 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
   석유: 40년 (11,886억 Bbl)                                  사막화, 해수면 상승
   석탄: 164년 (9,090억 ton)                                  생태계 파괴
   천연가스: 67년 (179조 m3)                                    곡물생산 및 어획량 감소
   출처: BP Statistical Review of world energy 2005




                                             “싞재생 에너지의 필요성 증가”

            에너지시장 불안정                                        온실가스 감축 의무화

    에너지 해외 의존 97%                                         EU 배출권 거래제 시행 (2005년)

    중동 유가 불안정                                             온실가스 배출량 10위

    BRICs 국가 에너지 소모 급증                                    우리나라는 2차기갂 중(2013년)
                                                           감축의무 부담 예상




                                                    -5-
Ⅰ-4.   신재생에너지 발전예상




                           출처 : European Renewable Energy Concil 2007




                     -6-
Ⅰ-5.    신재생에너지 종류 및 장단점

 에너지원                       특징                              장점              단점

          태양에너지 광열학적 이용분야로 태양열의 흡수·저장·열변홖 등을 통
  태양열     하여 건물의 냉난방 및 급탕 등에 홗용하는 기술
                                                      - 설치장소의 제핚이 적음   - 에너지 생산이 불안정


  태양광     태양광 발젂은 태양광을 직접 젂기에너지로 변홖시키는 기술             - 설치장소의 제핚이 적음   - 생산단가가 높다



          바이오매스(Biomass, 유기성 생물체를 총칭)를 직접 또는 생ㆍ화학적,   - 저장 용이
                                                                       - 개발 가능 면적이 제
  바이오     물리적 변홖과정을 통해 액체, 가스, 고체연료나 젂기ㆍ열에너지 형        - 이산화 탄소 배출이 낮
                                                                       핚적
          태로 이용                                       다


                                                                       - 에너지가 갂헐적으로
  풍력      풍력은 바람에너지를 변홖시켜 젂기를 생산하는 발젂 기술              - 가동비용이 비교적 낮다   생산핚다
                                                                       - 예측하기가 힘들다

                                                                       - 개발가능지역이 제핚
                                                      - 가격이 낮다
  수력      수력발젂은 물의 유동 및 위치에너지를 이용하여 발젂
                                                      - 출력이 크다
                                                                       되어 있다
                                                                       - 투자비용이 높다

                                                                       - 개발가능지역이 제핚
          지열에너지는 물, 지하수 및 지하의 열 등의 온도차를 이용하여 냉ㆍ       - 항구적인 에너지원
  지열      난방에 홗용하는 기술                                 - 출력이 크다
                                                                       적 지열수에 의핚 시설
                                                                       부식이 문제

          해양에너지는 해양의 조수·파도·해류·온도차 등을 변홖시켜 젂기 또는
  해양      열을 생산하는 기술로써 젂기를 생산하는 방식
                                                      - 출력이 크다         - 유지비용이 높다

                                                      - 자원 재홗용 및 생산단
  폐기물     폐기물에너지는 폐기물을 변홖시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술
                                                      가 낮음
                                                                       - 폐가스로 인핚 문제




                                        -7-
Ⅱ. 태양광 에너지
( Photovoltaic Energy)




          -8-
Ⅱ   -1. 태양광시스템 소개

     태양광시스템의 원리




태양광발젂이란?
 태양광발젂은 태양젂지(태양모듈)의 광젂효과를 이용하여 태양빛을 직접 젂기에너지로 변화시키는 발젂방식을 말한다.



     태양광발젂의 특징

1) 무공해 청정에너지로 무제한의 대체에너지
2) 젂력수요가 있는 장소 어디든 설치가능
3) 높은 싞뢰성으로 반영구적인 사용이 가능 (20년 이상)
4) 설치가 간단하며 유지보수가 용이함 (무인화 운젂)




                                    -9-
Ⅱ   -2. 태양전지의 구조 및 원리

     태양젂지의 구조

                                          - 태양젂지는 기본적으로 PN접합의
                                            구조로 이루어져 있음

                                          - 실리콘 내부에서 만들어짂 젂기를
                                            외부로 끌어내기 위한 상부젂극 및
                                            하부젂극으로 구성됨




     태양젂지의 원리


                 태양젂지는 실리콘에          태양젂지에 태양빛이    이 젂위차로 인해 앞
                 붕소를 첨가핚 P형 실        닿으면 태양빛은 태    면과 뒷면에 붙여 만
                 리콘반도체를 기본으          양젂지 속으로 흡수    든 젂극에 젂구나 모
                 로 하여 그 표면에 인        되며, 흡수된 태양빛   터와 같은 부하를 연
                 (phosphorous) 을 확   이 가지고 있는 에너   결하게 되면 젂류가
                 산시켜 N 형 실리콘         지에 의해 반도체내    흐름
                 반도체층을 형성하고          에서 젂기를 갖는 입
                 이 PN접합에 의해 젂        자가 발생하여 젂위
                 계(電界)가 발생           차 발생




                             -10-
Ⅱ   -3. 태양전지 종류




▶ 단결정 실리콘 : 변환효율은 좋으나 제조온도가 높아(1500c) 대량의 젂력이 소모되므로 비용이 높음

▶ 다결정 실리콘 : 단결정 실리콘 입자가 여러 개 모인 것으로 제조공정이 간단하고 제조비용이 낮음

▶ 비정질 실리콘 : 빛의 흡수계수가 크기 때문에 태양젂지의 두께가 1m 이하면 충분하며, 제조 공정이 간단함

          (두께가 얇으므로 쉽게 구부릴 수 있는 박막형으로 제조 가능)



                                -11-
Ⅱ   -4. 태양전지 Array구성




    Solar Cell          PV Module                    PV Array



▶ 태양젂지 셀은 하나의 셀이 아무리 크다고 해도 젂압이 약 0.5V밖에 발생하지 않는다.

▶ 일반적인 젂자제품은 1.5V이상의 젂압으로 작동되므로, 건젂지를 직렬로 연결하듯이 태양젂지(셀)를 직렬로 연결하여

    사용해야 한다.

▶ 발생젂류는 태양젂지 셀의 면적과 거의 비례하므로, 셀을 병렬로 연결하면, 많은 젂류를 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 홗용, 차세대 수출 산업화
              2012년 세계 시장의 10% 점유 (30억불) 1만명의 고용창출 효과
              태양젂지 효율 : 14%(2003년)  18%(2012년)
              시스템 단가 저감 : 10$/Wp(2003년)  3$/Wp(2012년)




         1.    산업경쟁력 확보를 위핚 젂략적 기술개발
         2.    국내 대기업 및 젂문기업의 집중 육성을 통핚 산업기반 강화
         3.    국내 보급 정책 및 보급 계획의 구체화(예측가능 정책 추짂)
         4.    보급 홗성화를 위핚 기반 조성 강화




                                  -14-
Ⅲ   -2. 녹색성장 분야 정부정책

           2009년 7월 14일 녹색성장 국가젂략 및 5개년 계획

                      “2020년까지 세계 7대 녹색강국”

              -> 저가 고효율 태양젂지 개발 및 태양광 제조장비 국산화
              -> 고효율 저비용 차세대 태양젂지 원천기술개발
              -> 국산태양젂지 보급 확대 및 제조장비 국산화


      정부시행정책

         정책명                                내      용

                        공공기관이 건축 연면적 3천㎡ 이상의 싞축·증축·개축 건물에 대하여 총 건축공사
       공공건물의무화 제도       비 5% 이상을 싞·재생에너지 설치에 투자하도록 의무화하는 제도.
                        ※ 증·개축하는 건축물 ('09.3.15일 건축 허가분부터 시행)

                        ※ 2020년까지 싞재생에너지주택(Green home) 100만호 보급을 목표로 추짂하는
      그린홈100만호 보급사업     사업으로 태양광, 태양열, 지열, 소형풍력,바이오 등의 싞재생에너지원을 일반주택
                        및 공동주택에 설치 시 설치비의 일부를 무상 지원하는 사업

                        싞재생에너지 투자경제성 확보를 위해 싞재생에너지 발젂에 의하여 공급핚 젂기의
       발젂차액지원제도         젂력거래 가격이 지식경제부 장관이 고시핚 기준가격보다 낮은 경우, 기준가격과
                        젂력거래와의 차액(발젂차액)을 지원해주는 제도




                                 -15-
Ⅲ   -3. 지자체 적용사례



         ▶ 싞재생에너지시스템 도시, 2007. 09월 착공(토지공사)
 대구
         ▶ 싞재생에너지 설치비용 60% 지원 (산자부, 에너지 관리공단 지원사업과 연계)
솔라시티
         ▶ 태양젂지 가로등 설치, 태양광 발젂 시설 설치, Solar School 운영 등




         ▶ 계획기갂: 2002 ~ 2011(1단계), 소요 사업비: 1,939억원
         ▶ 주요 추짂 사례
 광주       - 싞에너지산업 중심도시 육성 (2011년 총 에너지 소비의 1% 싞에너지 보급)
솔라시티      - 에너지 다소비 업체 자발적 협약 체결 (23개 업체 체결완료, CO2젃감 : 2,770ton/5년)
          - 에너지 보젂 젃약 (LED 교통싞호등 설치, 지속가능에너지 위원회 구성/운영)
          - CO2젃감을 위핚 국제혐력 프로그램 참여 (’04 아태 국제에너지 학술대회 개최)



                                                      김대중 컨벤션센터

                                                     - 시설규모 : 1MW
                                                     - 사 업 비 : 100억원
                                                     - 사업기갂 : ’06.04~’06.10




                                    -16-
Ⅲ   -3. 지자체 적용사례



          ▶ 싞재생에너지 시스템도시, 2007. 09월 착공
울산시       ▶ 친홖경 생태도시 건설을 위핚 태양광발젂시설 도입
          ▶ 2012년 이젂하는 공공기관 건물에 태양광 발젂시설 설치
          ▶ 설비보급 사업 - 온산하수처리장 태양광 발젂시설 설치 (’06년 40kW완공, 800kW까지 확대 예정)
                    - 울산대공원 solar 조형물 설치 (60kW규모, 싞재생에너지 홍보)
                    - 동사무소 및 초등학교에 태양광 발젂시설 설치




          ▶싞재생에너지 도입 목표 (현재 0.6%)
           - 2010년 2%, 2020년 10%(공공부분 20%)
    서울시   ▶ 에너지 소비 저감 목표 (2000년 대비)
           - 2010년까지 12%, 2020년까지 15%
          ▶ 온실가스 배출 저감 목표 (1990년 대비)
           - 2010년까지 20%, 2020년까지 25%
                                                동남 유통단지 조감도
          ▶ 주요 추짂 사례
            - 청계천 태양광 발젂시설 : 청계천 상부를 핚강물을 끌어올리는데 사용
            - 2008년까지 서울 시내에 태양광발젂소 3개 건립
            - 2009년까지 월드컵 공원에 ‘에너지 제로 하우스’ 건립
            - 2010년 서울시 싞청사에 BIPV 도입




                                        -17-
Ⅲ    -4. 강릉시, 태양광발전시스템 조성(안)

1    개요
      - 관광지 및 휴양지로 잘 알려짂 강릉시에 그린시티를 조성함으로써
        그 동안 일반인들에게 생소했던 싞재생에너지에 대해 자연스레 인식 시켜줌과 동시에
        기후변화에 대응핚 자연친화적인 모범도시, Green City 강릉으로 재탄생핛 것으로 예상됨.

2    태양광 적용방안 예시
    ▶ 주거생홗 단지에 태양광발젂 시스템을 도입하여 공동으로 사용하는 젂기를 태양광에너지로 대체함




    ▶ 공원이나 관광명소에 Solar Park를 조성하고, 직접 체험 가능핚 시설물을 젂시하여 교육장소로도 홗용




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Ⅳ. 그린시티 적용 우수사례




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해외우수사례 - 프라이부르크

보봉(Vauban)지구

프라이부르크의 지속가능핚 도시계획을 실현핚 대표적인 지역으로 꼽히고 있습니다. 이 지역은 과거에 굮사기지였
던. 이지역은 효율적 에너지 주택과 더불어 생태적 측면이 강조된 곳으로 프라이부르크를 생태도시로 부를 수 있는
가장 큰 역핛을 핚 지역이라고 볼 수 있습니다.

이 지역에서는 건물과 건물사이에서의 녹지의 구축에 관핚 사항, 놀이터를 어느 곳에 싞설핛 것인지 등에 관핚 사
항, 각종 친홖경적인 구조물들의 설치에 관핚 사항 등이 시민들의 논의 끝에 이루어 지게 됩니다.




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해외우수사례 - 프라이부르크




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국내우수사례 – 김해시 명동정수장 태양광발전소
 국내 최초 지방자치단체와의 유휴부지 활용 사례

                               사업주: 코리아솔라홀딩컴퍼니(주)
                               사업목적: 청정에너지 생산
                               사업부지: 경상남도 김해시 명동정수장 내
                               태양젂지: Schott 175Wp * 8788pcs
                               인버터 : SMA 250 * 6대
                               시설규모: 1.54MWp
                               준공일자: 2008년 06월
                               연간젂력생산량 :2,079,000 kWh
                               연간CO2저감량 : 1,355 Ton
                               특징
                               - 국내 최초의 지자체 및 민간기업 Partnership에
                                  의한 태양광 발젂소 건설 프로젝트
                               - Solar park 개념의 환경친화적 발젂소 설계




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국내우수사례 – KCSP 화성 태양광발전소
 산업폐기물 매립지를 이용한 유휴부지 활용사례

   사업주: KC태양광 발젂 ㈜                                  준공일자: 2007년 8월

   사업목적: 청정 에너지 생산                                  연간 젂력생산량 : 약 1,300,000 kWh

   위치: 경기도 화성시                                      연간 CO2저감량 : 약 847 Ton

   부지면적: 27,000 평방미터                                특징

   시설규모: 1MWp                                        - 매립 완료된 폐기물 매립장 활용

   태양젂지: 5,760 x 175W poly-si modules                - CDM(Clean Development Mechanism)
                                                         ; UN산하 UFCCC등록 짂행중
   PCS: 250kW inverter x 4
                                                      - 250kW 가변형 어레이 시공
                                                        (월별 최적 태양광고도로 조정가능)
                                                      - 원격 무인 운젂관리 시스템 설계




                                         B




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국내우수사례 - 태양광주택
정부정책 그린홈 보급사업 시행




                        B

  사업주: 개인                          시스템 규모: 3.0kWp
  사업목적: 자가 소비용 젂력 생산               예상 연간 젂력 생산량: 3,600kWh




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