개기일식이 일어나면 태양광 발전에는 어떤 변화가 생길까?

여름이 저물어가던 지난 8월 21일 미국에서 깜짝 우주쇼가 펼쳐졌어요. 미국 오레곤 주에서 사우스캐롤라이나 주를 가로지르며 개기일식이 일어난 것인데요. 무려 99년만에 찾아온 개기일식은 미국 국민들에게 세기의 볼거리이자 핫 이슈가 되었답니다. 그런데 이 개기일식이 태양광 발전과 관련해서는 많은 우려를 낳기도 했는데요. 과연 무슨 이유였는 지 한 번 알아볼까요?

태양광 발전의 장점은 태양이 존재하는 한 무궁 무궁한 에너지원을 얻을 수 있다는 점이죠. 그런데 대낮에 이 태양이 사라진다면!? 에이 무슨 말도 안 되는 소리야~ 하시겠지만 태양이 잠시 사라지는 것은 가능하죠. 바로 개기일식 또는 부분일식이 일어날 경우인데요. 그렇다면 태양광 발전에도 영향을 받을 수밖에 없겠죠? 

실제로 개기일식이 일어나면 체감온도와 체감 광량이 확 줄어든다고 해요. 이번 미국 개기일식에서는 ‘순간적으로 발이 시릴 정도였다’는 의견도 있었고요. 반면 부분 일식이 일어난 곳에서는 태양이 살짝만 달 밖으로 나와 있어도 존재감이 대단하다는 의견도 있었어요. 당시 수치로는 태양광 발전은 정직하게 20% 수준으로 떨어졌지만, 다행이 사람이 체감하기로는 큰 차이가 없었다고 하네요. ‘그 잠깐 사이에 이런 변화가 일어난다니’ 혹은 ‘이런 변화에도 지구에 내뿜는 거대 에너지를 이만큼이나 유지할 수 있다니’ 싶은 생각이 들지 않나요? 태양이 품고 있는 에너지가 정말 어마어마하다는 것을 알 수 있습니다.

그럼 실제로 일식 동안 태양광 발전에는 어떤 변화가 있었을까요? 미국의 한 지역은 평소 태양광 발전이 피크가 이루는 시간이 2시 40분이라고 하는데요. 이번 일식에는 그 시간대 태양이 80% 이상 태양을 가렸으며 그 시간대 발전량은 거의 1/4 수준으로 감소했다고 해요.

사실 비슷한 일이 지난 2015년 3월에 유럽에서도 일어났는데요. 당시 유럽 전역을 걸쳐 대규모 일식이 일어났어요. 독일의 경우 당시 태양광이 80% 가량 차단되어 발전량도 당연히 급격히 감소했는데요. 그럼에도 전력난을 겪지 않은 이유는 화력·수력·원자력 발전소와 미리 개기일식에 대비해 협력하였고 이를 통해 안정적으로 수급 균형을 맞추었기 때문이라고 하네요. 또한 엄청난 에너지를 사용하는 알루미늄 제련소 등 개기일식 동안만 전력 사용량을 일시적으로 줄일 것을 요청하기도 했는데요. 당시 일식 시작 직전 22GW였던 태양광 출력은 단 30분만에 14GW로 급감하고 이후 1시간 30분만에 35GW로 돌아왔다고 해요.

미국의 태양광 관련 전력생산 및 송전 회사들은 오히려 이번 기회를 자신들의 태양광 모니터링 시스템을 시험하는 데 좋은 기회로 삼기도 했는데요. 태양광으로 인한 전력 생산 가능 시간과 중단 시간을 계산하고, 수요에 대한 잠재적 영향에 대한 시뮬레이션을 가동하며 예비 전력원을 얼마나 준비시켜야 하는지 등 이번 개기일식에 대비하기 위한 실험을 지난 수 년 동안 계획해 왔다고 하네요.

특히 이번 개기일식을 대비하는 데에는 지난 2015년 유럽의 개기일식 사례를 많이 참고했다고 해요. 개기일식을 앞두고 미국 태양광 발전 회사들은 ‘비상태세’에 들어갔는데요. 대표적으로 캘리포니아의 사례를 들 수 있어요. 캘리포니아의 경우 볕이 좋아서 태양광 발전 비율이 상당한 곳이기 때문에 개기일식으로 인한 전력 수급 불일치가 예상되었는데요. 일식이 완전히 나타나는 피크 시간 동안, 캘리포니아주의 태양광 전력 발전은 평상시 8,800MW에서 3,100MW로 줄어들었다가, 태양이 다시 나타나면 9,000MW 수준으로 회복될 것으로 예상되었어요. 이 때문에 각 가정에 개기일식 대비 냉방기를 잠시 가동 중단하는 에너지 절약에 동참 여부를 묻는 사전 설문도 진행했다고 하네요. 

1964년 미국의 대규모 정전 사태 발생 이후 국가 전력 시스템을 개선하기 위해 설립된 북미 전력 신뢰성위원회(North American Electric Reliability Council, NERC)에 따르면, 현재 태양광 발전으로 생산되는 에너지는 4만 2600MW로 2000년의 5MW에 비하면 크게 늘어났어요. 그럼에도 아직은 미국의 전력 피크 수요의 5%에 불과하다고 하는데요. 미국에 다음 일식이 찾아 올 2024년에는 태양광 발전이 미국 전력 수요의 14%를 차지하게 될 것이라고 예측된다고 해요. 아마 그때는 더 많은 준비와 실험이 사전에 필요할지도 모르겠습니다.

세계 최대 셀 생산 규모를 자랑하는 한화그룹은 태양광 발전을 통해 세상의 또 다른 어둠을 밝히는 일에 한창인데요. 한화는 해피선샤인 캠페인을 통해 복지시설 등 37곳에 태양광 발전설비 설치를 무상 지원한다고 밝혔습니다. 인터넷 모집, 서류심사, 현장실사를 거쳐 선정된 37곳에는 종합복지관, 지역아동센터, 사회적기업 시설, 참전유공자 주택, 군부대 인근 마을 등이 포함됐는데요. 이번에 설치되는 발전설비 총용량은 252kWh로, 이는 일반주택 80여 가구가 쓰는 전기용량 규모라고 하네요.

‘해피선샤인’이란 이름의 이 사회공헌 사업은 2011년 시작됐는데요. 한화는 7년간 총 217개 시설에 총 1,527kWh 규모의 설비 설치를 무상 지원해 왔으며 발전 설비에 대한 유지보수, 발전량 모니터링 등 철저한 사후관리 프로세스도 마련했다고 하니 점점 서늘해지는 계절에 마음만은 따뜻해지는 것 같습니다.

개기일식을 통해 빛의 소중함과 그만큼 태양이 내뿜고 있는 에너지가 대단하다는 것을 알게 된 계기였는데요. 태양이 우주에 존재하는 한 이 무한한 에너지를 현명하게 잘 사용하는 인류를 위해 큰 도움이 되지 않을까 하는 생각이 드네요. 태양광 발전이 날로 성장하고 있는 우리나라 또한 일식과 같은 자연현상에 대비하여 더욱 안전하고 든든한 재생에너지 국가로 나아갈 수 있기를 바라봅니다.

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