어디서나 태양광 발전: 인프라 기회

태양광 PV는 유럽 에너지 전환의 기둥 중 하나입니다. 2025년에 65GW 이상의 신규 용량이 설치되고 이미 405GW 이상이 가동 중인 유럽 연합은 2030년까지 750GW의 태양광 PV 목표를 달성하기 위해 노력하고 있습니다. 해당 목표를 달성하려면 향후 5년 동안 345GW 정도를 추가로 설치해야 합니다. 태양광 발전 용량 추가의 지형이 변화하고 있습니다. 크고 잘 정돈된-옥상, 쉽게 연결되는 부지 및 가장 유리한 위치가 점차적으로 사용되고 있습니다. 동시에 일부 국가의 지상 태양광 프로젝트는{11}}경쟁적인 토지 이용, 농지 보호, 생물 다양성 및 지역 수용에 대한 우려에 직면해 있습니다.

 

우리는 최근 이 페이지에서 경량 모듈이 구조적으로 제한된 유럽 옥상의 85GW 이상을 잠금 해제할 수 있다고 주장했습니다. 이러한 주장 뒤에 숨은 압력은 개발자가 가장 간단한 사이트 너머를 보도록 강요하는 것과 동일합니다. 문제는 더 이상 유럽이 더 많은 태양광을 원하는지 여부가 아닙니다. 이는 정확히 다음 기가와트가 물리적으로 어디로 갈 것인지, 그리고 그들이 생산하는 전기가 어떻게 그리드에 통합되어 가치로 전환될 것인지에 관한 것입니다.

 

이중-태양광 사용: '어디서나 PV' 논리
가장 유망한 새로운 부문 중 일부는 '어디서나 PV'라는 기치 아래 모인 단일 아이디어를 공유합니다. 즉, 새로운 땅을 찾는 대신 우리가 이미 사용하는 표면을 공유하는 것입니다. Agrivoltaics는 에너지를 생산하는 동시에 농지를 생산 상태로 유지합니다. 수상 PV, 건물- 및 차량-통합 PV는 저수지, 정면, 자동차 등을 전기 생산 자산으로 전환합니다. 모든 경우에 혁신은 동일합니다. 태양광은 더 이상 공간을 두고 경쟁하지 않고 공간을 공유합니다.

 

자주 논의되지 않는 또 다른 공간 범주는 이와 동일한 논리에 부합합니다. 즉, 교통 및 수자원 인프라와 함께 흐르는 토지입니다. 고속도로 변두리와 제방, 철도 선로와 절단면, 소음 차단벽, 홍수 제방, 운하 제방, 자전거 도로, 기술적 통행권--이 대륙의 거의 모든 도로와 철도 노선과 접해 있습니다. 이 분야는 여전히 연구 문헌에서는 인프라 통합 PV(IIPV), 기하학에서는 '선형 PV', 언론에서는 태양광 고속도로, 태양광 철도 및 운하{5}}최고 태양광이라는 이름을 정하고 있습니다. 그러나 논리는 익숙합니다. 이 토지는 이미 개발되었으며, 이미 공공 기관이나 임대권 보유자에 의해 관리되고 있으며, 이미 주요 기능을 수행하고 있습니다. 자연과 재개발된 통로를 보존하면서 그 위에 세대를 추가하면 반대 의견이 훨씬 적어지는 경향이 있습니다. 새로운 종류의 지형이 아니라 우리가 이미 구축한 지형과의 새로운 관계입니다.

 

 

유럽 ​​상 규모 조정
잠재력은 결코 미미하지 않습니다. 범-유럽 평가에서 유럽연합 집행위원회의 공동 연구 센터는 옥상, 저수지, 도로 및 철도 인프라에 적용된 PV가 EU의 2030년 목표를 훨씬 초과하는 설치 용량 1TW를 초과할 수 있다고 추정합니다. 선형-인프라 점유율은 특히 놀랍습니다. 이 연구에서는 EU의 도로 및 철도를 따라 수직형 PV의 총 잠재력을 403GW로 설정합니다. 이는 2030년 목표의 약 50%입니다. 또한 분석에 따르면 수직형 동서 양면 PV를 대규모로 배포하면 태양광 발전의 시장 가치가 높아지고 기존 남향 어레이의 수익을 점점 더 잠식하는 정오 가격 잠식 현상이 완화될 수 있는 것으로 나타났습니다.{11}} 이는 시장 예측이라기보다는 기술적인 잠재력이지만, 그 잠재력의 극히 일부라도 상당할 것입니다.

 

단일 행의 수직 양면 모듈의 경우 킬로미터당 약 0.3MW, 더 넓은 시스템의 경우 킬로미터당 2MW 이상의 현실적인 선형 전력 밀도를 사용하면 수만 킬로미터의 인프라 통로에 적용하면 그 규모가 빠르게 합산됩니다.

 

 

게다가 기회는 땅 너머로 확장됩니다. 이러한 인프라 자산(고속도로, 철도, 운하) 중 상당수는 이미 전기를 소비하고 있거나 기존 그리드 연결에 인접해 있습니다. 이러한 근접성은 토지{2}}이용 주장을 에너지-시스템 주장으로 바꿉니다. 인프라에 위치한 발전은 지역 부하나 기존 연결 지점에 직접 공급될 수 있어 축소 위험을 줄이고 많은 기존 태양광 프로젝트를 제약하는 그리드{4}}통합 문제를 완화할 수 있습니다.

 

세상은 이미 무엇을 만들고 있는가

중국은 가장 빠르고 가장 큰 규모로 발전하여 다른 곳에서는 비교할 수 없는 운송 관련 PV 시장을 개발했습니다.- 고속도로{2}}연결형 태양광 발전량은 2024년 말까지 약 1.7GW에 도달했으며, 중국 교통과학원에서는 도로변 잠재력이 944GW에 가깝다고 추정합니다. 현재 여러 주에서 탄소가 거의 -0-없는 고속도로 서비스 지역이 개발되고 있습니다. 예를 들어, 주요 지난-웨이팡 회랑은 68MW를 운반하며 운영자에 따르면 연간 약 68GWh를 생산합니다.

 

아시아는 여러 종류의 다른 시위자를 제공합니다. 대한민국의 대전-세종 자전거 도로 캐노피는 2010년대 중반부터 고속도로 중앙 통로를 따라 달렸으며, 대한민국 국토부에서 공유한 4.8km 길이의 패널 약 7,500개입니다.

 

인도는 10여 년 전에 구자라트에서 운하{0}}최고의 태양광 발전을 개척했습니다. Narmada 운하 공공 당국은 증발을 줄이면서 2012년 1MW 파일럿에서 현재 약 35MW로 확장했다고 보고합니다. 일본에서는 운송-통합 PV에 대한 관심이 가속화되고 있습니다. 국토교통부(MLIT)는 도로 표면 태양광 기술을 평가하기 위한 국가 프로그램을 시작했으며, 고속도로 운영자는 태양광 발전을 위한 제방, 방음벽 및 서비스 지역 토지의 사용을 모색하고 있습니다.-

 

미국에서는 조지아의 85번 주간고속도로를 따라 있는 시범 통로인 The Ray가 1MW 도로변 어레이를 호스팅하는 반면, 오스틴에 있는 텍사스 대학의 분석은 약 21,000ha에 해당하는 인터체인지 토지만으로도 이론적으로 연간 최대 36TWh를 생성할 수 있다고 제안합니다. 물가 측면에서는 애리조나주 Gila River 인디언 공동체가 2024년에 약 1.3MW 규모의 서반구 최초 운영 태양광-수로 프로젝트를 시작했으며 캘리포니아주에서 지원하는-Project Nexus가 그 뒤를 이었습니다.

 

유럽의 사례도 늘어나고 있습니다. 소음 장벽은 가장 성숙한 통로입니다. 발표된 조사에 따르면 독일의 대형 고속도로 시설은 각각 1~2MWp에 달합니다. 네덜란드 도로청은 A50에서 양면 '태양광 고속도로' 시범사업을 운영하고 있으며, 오스트리아와 스위스의 고속도로 및 철도 운영업체는 점점 더 대규모로 PV에 대한 소음 차단벽을 개방하고 있습니다. 장벽 너머에는 뷰트(Buttes) 근처 스위스 라인의 레일 사이에 있는 탈착식 모듈, 론(Rhône) 제방의 수직 양면 어레이, 프랑스 사이클 경로 위의 약 900m에 달하는 캐노피, 심지어 지중해 정박지의 태양광 부두까지 다양한 표면이 눈에 띕니다.

 

도전의 기하학

이 중 어느 것도 쉽지 않습니다. 선형 PV의 정의적인 과제는 활용성입니다.{1}}패널은 제방의 안정성, 고속도로의 비상 접근, 철도에 대한 유지 보수 접근 또는 수로의 항해 가능성 등 인프라의 주요 기능을 절대로 타협해서는 안 됩니다. 각 유형에는 눈부심 연구, 비상 접근, 유압 투명성 또는 기계적 부하 등 자체적인 제약이 있습니다.

수 킬로미터에 걸쳐 전력 생산을 분산시키면 연결 지점이나 승압 변압기, 케이블 연결 및 손실이 늘어나고 개발자가 새로운 아키텍처를 지향하게 됩니다. 프랑스 연구 프로젝트에서는 사이클 경로를 따라 전력을 효율적으로 전달하기 위해 중{2}}전압 직류를 탐구하고 있으며, 스위스에서는 선로 옆 태양열, 견인력 공급 장치, 회수된 제동 에너지 및 EV 충전을 결합하여 통로를 진정한 마이크로그리드로 취급하는 '철도 스마트 그리드' 작업을 진행하고 있습니다.

 

단일 프로젝트가 여러 관할권에 걸쳐 있을 수 있기 때문에 단편적인 허가가 장애물이 될 수 있습니다. 공공 도메인에서 임대권 보유자, 개인 소유주에 이르기까지 다양한 토지 소유권을 추가하면 비즈니스 모델이 기존 공장보다 훨씬 더 복잡해집니다.

 

비즈니스 사례 만들기

여느 태양광 발전소와 마찬가지로 인프라{0}}통합 시스템은 전력을 판매하거나(차액 계약, 공급 요금-또는 도매 시장 가격과 같은 국가에서 지원하는{1}}구매 메커니즘에 따라) 현장이나 현장 근처에서 전력을 소비하거나 두 경로를 결합할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 비즈니스 사례는 지상에 설치된 태양광 시스템보다 더 까다로울 수 있습니다.{4}} 선불 비용은 더 복잡한 선형 전기 아키텍처, 높은 장착 및 특정 모듈 코팅을 반영하여 더 높을 수 있으며, 토지가 저렴하거나 무료인 경우에도 오염, 접근 제한 및 노출로 인해 운영 비용도 증가할 수 있습니다. 실제로, 인근 구매자의-자체 소비-와 전용 입찰 요청에서 얻은 차액에 대한 계약이 프로젝트 실행 가능성에 대한 가장 신뢰할 수 있는 경로인 것으로 보입니다.

 

파일럿부터 규모까지

앞으로 나아갈 길은 선형 PV를 단일 제품으로 취급하는 것이 아니라 2030년 목표를 향한 여러 경로 중 하나에 기여하는 다양한 성숙 단계의 유형 포트폴리오로 옥상, 농업 발전 및 부유식 PV를 보완하는 것입니다. 실용적인 길은 최소한의-제약과 가장 쉽게 복제할 수 있는 구성에서 시작됩니다. 중요한 병렬 작업은 운영자에게 필요한 증거 기반을 계속 구축하는 것입니다. 즉, PV 시스템과 발전이 기본 인프라 기능을 방해하지 않고 인프라의 운영, 유지 관리 및 진동이 PV 성능을 저하시키지 않는다는 것을 보여주기 위해 초기 배포에 대한 구조화된 모니터링을 수행하는 것입니다.

 

세 가지 수단이 시위자에서 배치로의 전환을 가속화할 것입니다. (1) 증거 기반을 구축하려면 대규모-실증 프로젝트가 필요합니다. (2) 프로젝트에는 명확한 허가 원칙과 조정된 승인이 필요합니다. (3) 그리고 이러한 부지는 인프라 부지 프로젝트를 위한 전용 봉투를 통해서든, 적어도 현재로서는 더 높은 개발 비용을 상쇄하는 가격 프리미엄을 통해서든 공개 입찰에 명시적으로 포함되어야 합니다.

 

유럽의 태양에너지 이야기는 아직 끝나지 않았지만 더욱 까다로운 장으로 접어들고 있습니다. 다음 기가와트는 점점 더 제한적이고 창의적인 사이트에서 나올 것입니다. 이중 용도는 표면 가용성의 제약을 해결하고 선형 PV만으로도 대륙의 도로, 철도 및 운하를 따라 기술적으로 접근 가능한 수백 기가와트의 잠재력을 제공합니다. 땅은 줄곧 거기에 있었습니다. 이제 기회는 그것을 공유하는 법을 배우는 데 있습니다.