태양광 발전소를 설치할 때 가장 중요한 요소는 설치 각도와 방향, 그리고 주변 환경입니다. 부산 태양광도사의 공장에 설치된 450kW급 태양광 발전소 사례를 통해 동지 시즌 각도별 발전량 차이와 계절에 따른 효율 변화, 그리고 최적의 배치 방법을 구체적으로 살펴보겠습니다. 실제 데이터를 바탕으로 한 분석은 태양광 사업을 계획하는 분들에게 유익한 참고 자료가 될 것입니다.
각도별 발전량 비교와 주차장 태양광의 한계
태양광 발전소의 설치 각도는 발전 효율에 결정적인 영향을 미칩니다. 부산 공장에 설치된 다섯 개소의 발전소 중 가장 발전량이 낮은 곳은 주차장 태양광입니다. 현대 640W 모델 140장으로 구성된 89.6kW 규모의 이 발전소는 14도 각도로 설치되었으며, 신흥 125kW 인버터를 사용하고 있습니다. 문제는 앞쪽 건물의 높이로 인해 약 36장, 23kW 정도가 하루 종일 발전을 못 하고 있다는 점입니다. 오전에는 반대편 건물에 의한 음영까지 발생하여 발전량이 더욱 감소합니다.
발전이 잘 된 날을 기준으로 공장 내 최고 발전소 대비 62% 정도만 발전하고 있으며, 현재 발전량 차이는 약 40%에 달합니다. 하지만 태양광도사는 두 가지 보완책을 준비하고 있습니다. 첫째, 동지에 가까운 시기라는 계절적 한계를 고려할 때 봄철부터 여름까지는 해가 높아지면서 발전량이 개선될 것으로 예상됩니다. 둘째, 각 장별로 옵티마이저 제품을 설치하여 하나의 모듈에 음영이 지더라도 직렬 군의 다른 모듈이 정상적으로 생산할 수 있도록 할 계획입니다. 이러한 조치 전후의 발전량 비교 데이터는 향후 공개될 예정입니다.
이 사례에서 주목해야 할 점은 주변 건물의 높이와 위치가 태양광 발전소의 효율에 얼마나 큰 영향을 미치는지입니다. 시공 업체와의 긴밀한 사전 협의 없이 단순히 설치 공간만 확보한다면 예상 발전량의 절반 수준밖에 얻지 못할 수 있습니다. 특히 주차장 태양광의 경우 14도라는 비교적 낮은 각도 설정에도 불구하고 주변 환경 요인으로 인해 발전량이 크게 저하된 것을 확인할 수 있습니다. 따라서 설치 전 음영 분석과 계절별 태양 궤도 시뮬레이션이 필수적입니다.
계절별 효율 변화와 북쪽 9도 발전소의 역전 가능성
태양광 발전소의 효율은 계절에 따라 크게 달라집니다. 왼쪽 공장 북쪽에 설치된 발전소는 5m 높이 제한으로 인해 9도의 낮은 각도로 설치되었습니다. 남쪽 지붕의 16도 발전소와 비교했을 때 현재 동지 시즌 기준으로 최고 발전소 대비 약 80%의 발전량을 기록하고 있어 20%의 차이를 보입니다. 그러나 이것이 연간 발전량에서도 불리하다는 의미는 아닙니다.
9도 각도로 설치된 발전소의 진정한 강점은 여름철에 나타납니다. 해가 높이 뜨는 여름에는 9도 각도가 16도보다 훨씬 유리하며, 양면 모듈의 특성상 후면 채광량도 증가하여 발전량이 크게 향상됩니다. 실제로 여름철로 넘어가면 겨울에 최고 효율을 보였던 남쪽 16도 발전소의 발전량이 오히려 떨어지는 반면, 북쪽 9도 발전소의 발전량은 상승할 것으로 예상됩니다. 따라서 1년 365일을 평균적으로 계산했을 때 북쪽 9도 발전소가 발전량이 더 좋거나 최소한 동등한 수준을 보일 가능성이 높습니다.
오른쪽 공장의 경우 북쪽 9도 어레이와 벽면 어레이가 혼합된 형태로 136장, 87kW 규모의 발전소가 구성되어 있습니다. 벽면 설치 어레이는 경사가 급해 해가 낮게 떴을 때 직사광선을 많이 받을 수 있는 장점이 있습니다. 벽면 발전량을 100%로 봤을 때 북쪽 9도 어레이는 약 70% 정도의 출력을 내고 있으며, 어레이 선을 보면 벽 쪽은 높게 올라와 있고 북쪽 9도는 낮게 올라와 있는 모습을 확인할 수 있습니다.
이러한 계절별 효율 변화는 태양광 발전소 설계 시 매우 중요한 고려사항입니다. 단순히 겨울철 발전량만 보고 판단하는 것이 아니라, 연간 평균 발전량과 계절별 보완 효과를 종합적으로 분석해야 합니다. 특히 9도와 16도라는 각도 차이가 계절에 따라 완전히 다른 결과를 만들어낸다는 점은 시공 업체와의 상담 시 반드시 확인해야 할 부분입니다. 유사 발전소의 1년 평균 발전량 데이터를 확보하여 검토하는 것이 현명한 투자 결정의 핵심입니다.
최적 배치 전략과 남향 벽면 혼합형의 우수성
태양광 발전소의 최적 배치는 단순히 면적을 넓게 확보하는 것이 아니라 방향과 각도, 설치 형태를 전략적으로 조합하는 것입니다. 부산 공장에서 가장 발전이 잘되고 있는 발전소는 왼쪽 동의 남쪽으로만 구성된 16도 발전소입니다. 이 발전소는 최고 발전소 대비 약 95%의 발전량을 기록하고 있으며, 올해 초 준공한 울산 바닷가 상가형 발전소와 비교해도 매우 우수한 성능을 보이고 있습니다. 어제 기준으로 울산 발전소가 100kW당 3.5시간 발전한 반면, 이 16도 발전소는 4.4시간을 발전했습니다. 새 설비라는 점과 초기 발전량 상승효과를 감안하더라도 다른 지역보다 훨씬 우수한 발전량입니다.
하지만 최고의 발전 효율을 보이는 곳은 따로 있습니다. 왼쪽과 오른쪽 벽면형 태양광 발전소 일부와 남쪽 태양광 발전소가 섞인 혼합형 구조가 바로 그것입니다. 이 발전소는 어제 기준으로 하루 발전량이 무려 6시간에 달했으며, 발전 시간으로는 8.6시간을 기록했습니다. 겨울철에도 모듈의 냉각 효과가 크고 햇빛이 강해 발전량이 잘 나오는데, 부산 지역의 경우 눈이 오지 않기 때문에 겨울에도 발전량이 3시간 미만으로 떨어지지 않고 안정적으로 유지되고 있습니다. 연간 발전량으로는 4시간 이상을 기대할 수 있습니다.
이러한 결과는 남향 벽면 혼합형이 왜 최적의 배치 전략인지를 명확하게 보여줍니다. 벽면 설치로 인한 직사광선 수광 효과와 남향 배치의 안정적 발전량이 결합되어 시너지를 발휘하는 것입니다. 주차장 태양광에서 부족한 발전량을 이 건물 쪽 발전소에서 충분히 보충하고 있어 전체 시스템의 균형을 맞추는 역할도 하고 있습니다. 따라서 태양광 발전 설치를 계획할 때는 공장 옥상의 위치, 주변 건물의 형태, 설치 가능한 방향을 종합적으로 고려하여 시공 업체와 긴밀하게 논의해야 합니다. 단일 방향이나 단일 각도보다는 복합적인 배치 전략이 연간 총발전량을 극대화하는 효과적인 방법임을 이 사례가 증명하고 있습니다.
2025년을 앞두고 태양광 발전소를 계획하고 계신다면, 동절기 데이터만으로 판단하지 말고 유사 발전소의 연간 평균 발전량을 반드시 체크하여 검토해야 합니다. 각도, 방향, 계절별 효율 변화를 모두 고려한 최적의 설계가 향후 20년 이상의 발전 수익을 결정하기 때문입니다. 전문 시공 업체와의 충분한 상담을 통해 나의 설치 환경에 가장 적합한 맞춤형 설계를 확보하는 것이 성공적인 태양광 사업의 첫걸음입니다.
[출처]
영상 제목/채널명: https://www.youtube.com/watch?v=uaTrPVhhB9Q