'발코니 솔라': 햇빛이 비치는 공간에서 전력 활용

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/balcony-solar-harnessing-power-from-sunlit-spaces

더 많은 유럽인들이 '플러그 앤 플레이' 태양열 에너지 시스템을 사용하여 가정에 전기를 공급 

새로운 녹색 에너지 열풍이 독일을 휩쓸고 있습니다. 작은 태양광 발전소가 전국의 발코니에 생겨나 시민들이 태양에서 직접 전력을 받아 집으로 가져갈 수 있게 되었습니다.

독일 연방 네트워크 기관( Bundesnetzagentur )의 데이터에 따르면, 이러한 플러그인 발코니 태양광 시스템에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 공식 수치에 따르면, 등록된 시스템 수는 2022년 약 137,000개에서 2024년 400,000개 이상 으로 증가했으며 , 이러한 추세는 둔화될 기미가 보이지 않습니다.

발코니 볼타 시스템의 급증은 기후 변화, 러시아의 우크라이나 침공, 급등하는 에너지 가격을 포함한 여러 가지 중복되는 요인에 의해 촉진된 것으로 생각됩니다. 적절한 지원과 조건이 주어지면 이 간단하고 효과적인 에너지원은 곧 독일의 시대정신 ("시대의 정신") 현상 이상이 되어 전 세계 가정으로 퍼질 수 있습니다.

발코니 태양광이란?

태양광 농장과 옥상 패널과 마찬가지로 발코니 태양광 장치는 태양광 전지를 사용하여 태양광에서 에너지를 포집하여 전기로 변환합니다. 플러그인 태양광 장치라고도 하며, 난간이나 스탠드에 직접 설치되는 발코니 공간에 설치된 작은 태양광 패널로 구성됩니다. 이러한 플러그 앤 플레이 시스템은 전문적인 설치가 필요하지 않아 아파트에 살거나 옥상이나 넓은 야외 공간을 이용할 수 없는 사람들이 태양광 혁명에 동참할 수 있는 기회를 제공합니다.

패널은 직류 전류를 생성하기 위해 태양광으로부터 에너지를 수집합니다. 그런 다음 인버터를 통해 주요 에너지 그리드에서 사용되는 대체 전류로 변환합니다. 그런 다음 시스템을 전기 콘센트에 꽂아 태양광으로 생성된 전기를 가정의 전기 시스템에 직접 추가할 수 있습니다.

이러한 기기에서 생성된 전기는 가전제품에 직접 전원을 공급하거나 충전하는 데 사용할 수 있어 전기 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 일반 시민은 화석 연료에 덜 의존하는 삶을 살 수 있습니다. 어떤 경우에는 지역 규정 및 그리드 시스템에 따라 전기를 그리드로 다시 공급하여 금전적 보상을 받을 수도 있습니다.

효율성은 어떠한가?

물론 태양광 패널의 효율성은 접근 가능한 햇빛의 양에 따라 달라집니다. 즉, 발코니 태양광 패널의 에너지 생성 용량은 일반적으로 더 크고 더 많은 수의 패널을 수용할 수 있는 옥상에 비해 필연적으로 제한됩니다.

태양광 패널은 평균적으로 제곱 피트당 약 15와트(W)를 생산할 수 있습니다. 따라서 10제곱 피트 발코니는 "최대 일조 시간" 동안 약 150W를 생산할 수 있습니다. 이 시간대에는 일조 강도가 10.5피트당 평균 1,000W입니다. 발코니 태양광 시스템은 배터리 저장 팩 과 결합하여  흐린 날씨나 밤에 사용할 수 있는 여분의 전기를 저장할 수도 있고, 전기 그리드가 고장난 경우에도 사용할 수 있습니다. 

고려해야 할 다른 요인이 있습니다. 자연 또는 인공 구조물에 의해 부분적으로 그늘진 발코니는 에너지 생산이 감소합니다. 아파트의 방향은 얼마나 많은 햇빛을 받고 얼마나 많은 전기를 생산할 수 있는지에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 독일에서 남쪽을 직각으로 향한 400W 발코니 태양열 시스템은  평균적으로 약 320W를 생성합니다 . 그러나 약간 흐린 날씨에는 이 수치가 절반으로 줄어듭니다.

©Astrid Gast

많은 재생 에너지의 경우와 마찬가지로 변화하는 기상 패턴은 얼마나 많은 전기가 생성되는지에 영향을 미칩니다. 하루에 약 5시간의 피크 시간을 제공할 수 있는 영국의 여름에 이 발코니는 750와트시(Wh)를 생산할 수 있지만 이 수치는 겨울에는 극적으로 감소합니다. 게다가 발코니의 태양광 패널은 옥상에 있는 것만큼 노출되지 않더라도 여전히 강풍에 취약하며 고정해야 합니다. 눈과 우박은 발코니 태양광 패널과 옥상 패널 모두에 영향을 미칠 수 있습니다.

비용 고려 사항

태양광 패널은 잘 관리하면 보통 25년 정도 지속됩니다. 이상적으로는 발코니 발전소에 투자한 비용을 미리 회수하여 경제적으로 가치가 있게 만들고 싶을 것입니다. 태양광 패널과 발코니 태양광 시스템의 비용은 다양합니다. 하지만 미국에서 360W 용량의 발코니 태양광 시스템이 약 2,000달러라면  그 기간 동안의 에너지 가격과 기상 조건에 따라 손익분기점에 도달하는 데 최대 25년이 걸릴 수 있습니다 .

독일에서는 경제적 인센티브가 플러그인 태양광 발전소의 성공을 이끄는 주요 원동력인 것으로 보입니다. 2023년 1월, 독일 정부는 발코니 발전기를 VAT  (부가가치세) 에서 면제했습니다 . 유럽에서 이러한 시스템의 평균 비용은 €1,500-3,000  (약 $1,630-$3,261) 사이이며, 일부는 €300(약 $326) ​​미만 에 구입할 수 있습니다 . 많은 비용은 독일 주 및/또는 지방 자치 단체에서 크게 보조하고( 최대 €500 또는 약 $543의 직접 보조금 포함) 규모와 용량에 따라 시스템당 최대 €1,450(약 $1,576)까지 다양할 수 있습니다. 

독일의 발코니 태양광 붐의 또 다른 이유는 많은 시민이 아파트에 살고 있기 때문에 소형 태양광 시스템이 매력적인 선택이 되기 때문입니다. 미국 주택과 비교했을 때, 독일 주택은 훨씬 적은 에너지를 필요로 합니다. 평균적으로 독일 가정은 연간 약 3,500kWh  의 전기를 사용하는 반면, 미국에서는 가구당 전기 수요가 약 3배입니다. 아이러니하게도, 미국의 전기 비용은 훨씬 적습니다. 독일의 kWh당 $0.52 에 비해 kWh당 $0.13 입니다.

태양열 규정 간소화

독일은 발코니 태양광 시스템 관련 법률을 완화하여 도입을 더욱 촉진했으며,  오스트리아와 스위스와 같은 유럽 국가 에 모범을 보였습니다. 2024년 4월, 독일 정부는 발코니 전력 시스템에 대한 간소화된 그리드 연결 절차를 포함한 일련의 법적 개혁인 " Solarpaket 1 "을 통과시켰습니다. 발코니 플랜트 등록을 위한 에너지 임계값도 600W에서 800W로 상향 조정되었습니다.

그러나 다른 곳에서는 규정이 더 복잡할 수 있습니다. 미국에서 발코니 전력 시스템은  대형 옥상 시스템과 동일한 허가가 필요할 수 있으므로 전체 프로세스가 더 번거로울 수 있습니다. 뉴욕에서는 도시 전체 건물 제한으로 인해 발코니 시스템의 높이 제한이 10피트로 설정됩니다. 일반적으로 계획 허가는 필요하지 않지만 주 및 지역 제한이 적용될 수 있으며, 이는 누군가가 그러한 시스템에 투자할지 여부를 결정하는 요인이 될 수 있습니다. 즉, 미국에서 발코니 태양열 시스템을 설치하려는 사람은 연방 태양열 세액 공제를 받을 자격이 있을 수 있습니다 .

하지만 독일에서 본 것과 유사한 미국의 발코니 태양광 혁명의 잠재력은 엄청납니다. 일부 추정에 따르면 미국의 플러그인 발코니 시스템은 1년에 1억 800만 MWh 이상을 생성할 수 있으며, 이는 2015년 미국의 태양광 산업에서 생성된 양의 4배이며, 연간 약 130억 달러의  에너지 절감 효과를 제공할 수 있습니다.

독일의 사례는 정치적 의지, 자금 지원, 번잡한 절차의 완화가 어떻게 이 새로운 깨끗한 에너지원에 대한 수용을 극적으로 증가시킬 수 있는지 보여줍니다. 시민들을 에너지 생성 과정에 초대하면 소비자를 환경에 더 관심을 갖는 " 프로슈머 "로 바꿀 수 있습니다.

한 나라의 에너지 소비 패턴이 한 가지 시스템에 달려 있지는 않지만, 발코니 태양광 시스템은 도입이 임계 질량에 도달하면 측정 가능한 영향을 미칠 수 있습니다.

*Richard Kemeny writes about archaeology, marine biology, oceanography, ecology, technology, and the environment