■ CPV(집광형 태양광시스템) 세계 현황

CPV(집광형 태양광시스템:Concentrate Photovoltaic)은 말 그대로 태양광을 모아 효율을 높인 태양광 시스템이다. 이 시스템은 기존 평판형, 박막형 PV 제품에 비해 보다 적은 설치면적과 설치비용이 소요돼 매우 경제적이며 지면 뿐만 아니라 지붕, 옥상, 주차시설 등에도 설치할 수 있어 국토가 좁은 우리나라에 적합하다.

2012년 6월 기준(PV-insider 자료) 전세계에 공식적으로 184곳에 집광형 PV 시스템이 운영 중에 있다. 미국이 24.5%(45곳)로 가장 많으며, 공동 2위로 스페인 과 중국이 각각 13%씩(24곳), 그리고 이태리가 9.9%(18곳)로 3위를, 4위 호주 8.7%(16곳), 대만 5위 5.4%(10곳) 순이며 나머지 25.5%(47곳)은 그 외의 유럽, 중동, 아시아 국가에 설치돼 있다. 그 중 현재 가동 중인 가장 규모가 큰 시스템은 Soitec사 에서 미국 Colorado주 Alamosa에 6개월 전부터 운영 중인 30MW급 이다. 2009년에 3.5MW에 불가했던 집광형 PV는 2012년 505MW로 늘어났으며 2016년까지 3GW로 늘어날 전망이다.(IMS Research) 2012년에만도 미국에서 수백MW의 집광형 PV로 PPA가 계약됐으며, 멕시코도 450MW가 계약됐다. 금융위기로 유럽 시장이 주춤할 때 사우디아라비아를 포함한 중동 지역, 남아공을 포함한 아프리카 지역과 인도 에서도 집광형 PV가 높은 관심을 받고 있다.

그 동안 기존 실리콘 PV 제품의 과잉 공급으로 인한 가격 하락으로 인해 집광형 PV 업체들도 경쟁성 확보를 위해 원가 절감과 성능 개선에 지속적으로 노력해왔다. 집광형 PV 원가는 2016년까지 매년 평균 16% 감소 예상된다. (IMS Research) 기본적으로 CPV의 초기 구매가격은 실리콘 PV에 비해 항상 높을 것이다. 그러나 높은 집광형 PV 셀/모율 효율(40%+/30%+)과 높은 전력 생산량은 특정 DNI(6kwh/㎡/day) 지역에 대한 LCOE (에너지 균등화 비용)은 상당히 낮다. 집광형 PV의 LCOE 는 실리콘 PV 대비의 약 12% 낮으며 2016년까지 30%까지 낮아질 전망이다.

■ 국내 및 중국의 CPV현황

글로벌 CPV 시장이 본격적으로 상용화가 가속되는 시점인 2007년 후인 2008년쯤부터 국내 집광형 PV 산업은 본격적으로 활성화되기 시작했다. 미국과 독일 업체들과의 기술이전 혹은 국내 개발을 통한 방식으로 10여 개 업체가 상용화 및 양산화를 목표로 운영을 시작 했으나 정부의 CPV 인증규정 공시 일정이 수차례 지연되면서 2012년 말로 국내 개발 업체들은 개발 사업을 포기 했고 해외합작 업체들은 기술이전 후 양산 일정이 무산 되거나 연기 됐다.

반면에 우리보다 2년 늦은 2010년부터 본격적으로 CPV 사업에 뛰어든 중국은 2012년 6월 기준으로 24군데에서 CPV 발전 시스템을 운영 중이다. 더욱더 충격적인 것은 2008년부터 국내로 기술이전 및 합작 투자를 목표로 국내에서 활동 중이던 미국(Emcore, Energy Innovation, SolFocus)과 독일(Soitec/Concentrix)의 4개 상위 CPV 업체 가 중국에서 이미 중국에 합작 공장을 설립해 양산을 시작했다. 이러한 중국의 집광형 PV의 발전은 중국정부의 신속한 인증 규정 정비와 중국에 진출해 기술이전과 중국현지 생산을 하는 선진국 집광형 PV 업체에 대한 중국 정부의 물량 보장을 포함한 기업유치 혜택이 큰 기여를 했다.

선진 광·열·셀효율 기술 도입, 시장선점 필요

국내 인증 미비…후발국 中에 추월

■ CPV 인증규격 IEC62108 국내 공시 지연

직광형 PV는 IEC62108 국제규격에 의해 인증을 받도록 돼있다. 미국과 유럽 등의 선발 업체는 물론 후발업체인 중국과 기타 나라들은 모두 이 규정에 따라 인증 승인을 하거나 자체 인증 능력이 안 되면 해외의 공인 인증을 인정 해준다. 그러나 국내는 4년이 지났으나 아직 인증 공시도 안 돼 있을 뿐 아니라 해외 인증도 인정이 안 된다. 그러므로 국내에서는 집광형 PV 업체는 내수시장 진출이 불가능해 사업의 활성화가 안 되고 있다. 이 때문에 지난 3년 동안의 반복 되어온 IEC62108 인증공시 지연 과 기다림에 지친 집광형 PV의 첨단 기술을 보유한 선진 업체들이 한국에서 중국으로 발을 돌린 것이다.

■ 국내 CPV가 나아가야할 향후 방향

우선적으로 최대한 빨리 인증 규격 IEC62108을 공시하고 인증기관에서 인증 절차를 시행해야 한다. 일반 실리콘 PV와 달리 집광형 PV는 복합된 기술이 접목돼 고속적이면서 지속적인 개발과 성능 개선이 가능하다. 특히 원가와 LCOE를 적극적으로 인하 시키는 성능 개선은 3가지의 독립적인 주요 기술 개발로 가능하다. 그 세가지는 광(Optics:투과율과 집광율), 열(Thermal:방열에 의한 효율 최대화), 셀효율(Cell Efficiencies)이다. 그러므로 고속으로 성장하는 집광형 PV의 글로벌 수요를 선점하기 위해 이미 상용화된 선진 기술을 전수 받아 국산화를 실현하고 차세대 집광형 PV를 개발(Develop), 활성화(Promote), 납품(Deliver) 해야 할 것이다.

일반 실리콘 PV는 중국의 물량 공세로 인하여 시장 점유율과 주도권을 중국이 가지고 갔지만 차세대 태양광 제품인 집광형 PV는 지금이라도 적극적으로 전략을 세워 중국을 추월해야 할 것이다.

▲ ATS파이론이 제작해 미국에 설치한 고효율 집광형 태양광시스템(HCPV).