환경뉴스

IEA-PVPS, 북극권 태양광 기술 타당성·성장 현황 보고서 발간

환경분야: 기후대기
국가: 전세계-공통
출처: https://www.pv-magazine.com/2026/03/31/solar-above-60-north-the-arctic-as-pvs-next-frontier/
게시일: 2026.04.14

내용

■ 보고서 개요

○ 국제에너지기구 태양광발전시스템프로그램(IEA-PVPS) Task 13이 북극권 태양광 기술 보고서를 발간함.

○ 보고서명은 "북극 광역 지역의 태양광과 에너지 안보(Photovoltaics and Energy Security in the Greater Arctic Region)"이며, 미국·캐나다·스웨덴·노르웨이·덴마크·핀란드 연구자들이 공동 집필함.

○ 북극권 태양광이 기술적으로 실현 가능할 뿐 아니라 에너지 안보에 필수적이라고 주장함.

■ 기술적 특성 및 이점

○ 규소 태양전지는 저온에서 반도체 밴드갭이 넓어져 전압이 높아지는 특성이 있음. 알래스카 한 시스템에서 측정한 일조 시간대 중간 모듈 온도는 15°C로, 표준 시험 조건(25°C)을 크게 밑돌았음.

○ 북위 59도 이상 16개 시스템에서 측정한 성능 저하율의 중간값은 연간 -0.37%로, 미국 본토 전반의 -0.75%/년에 비해 낮아 북극권 환경에서 모듈 수명이 더 길 수 있음.

○ 눈은 패널을 가리는 단점이 있으나, 동시에 지면 반사율(알베도)을 높여 양면형(bifacial) 모듈의 후면 발전량을 크게 늘리는 효과도 있음. 보고서는 양면형 모듈을 북극권 설치의 기본 기술로 채택할 것을 권고함.

■ 수직 배열 시스템의 유효성

○ 동서 방향의 수직 양면형 배열은 북위 60도 이상 환경에서 특히 유효한 것으로 나타남. 약 90도의 경사각으로 눈이 자연스럽게 흘러내려 적설로 인한 발전 중단을 줄이며, 이른 아침과 늦은 저녁에도 발전이 가능해 전력 수요 패턴과도 잘 맞음.

○ 스웨덴(북위 59.55도) 수직형 영농형 태양광 시스템 실증 데이터에 따르면, 2023년 12월 수직 시스템이 31일 중 28일 동안 고정 경사형 시스템보다 높은 발전량을 기록함. 월 발전량은 수직형 6.1kWh/kW, 경사형 1.32kWh/kW였으며, 경사형은 14일 동안 적설로 발전량이 전혀 없었음.

■ 기술적 과제

○ 동결에 의한 지반 융기(frost heave)와 영구동토층 문제는 중요한 구조적 리스크로 지적됨. 스웨덴 룰레오(Luleå) 699kW 시스템은 점토 기반 변형으로 래킹 전체를 교체했고, 알래스카 페어뱅크스(Fairbanks) 563kW 시스템은 나선형 파일이 지반 밖으로 밀려 올라와 모듈 파손 및 재설치가 필요하였음.

○ 알래스카 코체부(Kotzebue) 시스템 모니터링 데이터에 따르면, 태양광 패널 뒤편에 쌓인 눈더미가 영구동토층을 가열하여 기초를 불안정하게 만들 수 있으며, 보고서는 장기적인 구조적 영향이 아직 충분히 규명되지 않았다고 밝힘.

○ 북위 60도 이상 지역은 고품질 일사량 데이터가 거의 없어 에너지 생산량 예측의 불확실성이 크며, 이는 프로젝트 금융 조달을 어렵게 만드는 주요 원인임. 이에 보고서는 가열·환기 측정 장비 도입과 지상 관측망 확충을 촉구함.

■ 북극권 태양광 현황

○ 북위 60도 이상 지역의 태양광 설치 용량은 2023년 기준 약 1,400MWp에 달하며, 일부 지역에서는 연간 46~145% 성장률을 기록 중임.

○ 노르웨이는 173MW(2023년)를 달성하며 연간 145% 성장세를 보이고 있고, 핀란드는 전국 기준 1GW를 돌파해 2030년까지 최대 9.1GW를 목표로 하고 있음. 스웨덴 북극권 지역은 350MW를 기록하며 5년 평균 58%/년의 성장세를 이어가고 있음.

○ 알래스카의 태양광 총용량은 2023년 말 기준 약 30MW이며, 45MW 규모 프로젝트가 예정되어 있음. 또한 150개 이상의 디젤 의존 소규모 마이크로그리드에 태양광·저장장치 결합 시스템 구축 자금이 지원되고 있음.

■ 용어 설명

* 양면형(bifacial) 모듈: 전면과 후면 양쪽으로 태양광을 흡수하는 태양광 패널로, 지면이나 눈으로부터 반사된 빛도 발전에 활용할 수 있음.

* 지반 융기(frost heave): 토양 내 수분이 얼면서 부피가 팽창해 지면이 위로 솟아오르는 현상으로, 태양광 지지대 기초를 변형·파손시킬 수 있음.

* 영구동토층(permafrost): 2년 이상 연속해서 0°C 이하로 유지되는 토층으로, 알래스카·시베리아 등 극지방에 분포하며 태양광 설치 시 기초 안정성에 영향을 미침.

태그

#북극권태양광 #IEA-PVPS #양면형모듈 #영구동토층 #에너지안보

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