태양광 발전사업 수익성, 태양광rec가격전망, 태양광 인버터

태양광 발전사업 수익성, 태양광rec가격전망, 태양광 인버터

 

 

태양광 설치 #2 - 태양광 발전사업 기초 용어 정리

태양광 사업을 준비하다보면 모듈, 인버터, SMP, REC, 가중치 등 생소한 용어들을 많이 접하게 됩니다.

그 중에서 많이 사용되는 용어 위주로 정리한 뒤 태양광 수익성에 대해서도 알아보겠습니다.

 

 

1. 모듈

모듈은 태양광 발전의 기본이 되는 제품으로 태양빛을 전기로 바꿔주는 제품입니다.

모듈의 크기는 가로 1m, 세로 2m 정도가 일반적이며, 가로배열, 세로배열, 또는 가로배열과 세로배열을 혼합한 형태로 설치하기도 합니다.

배열 형태와 발전효율은 무관하며, 한정된 공간에 원하는 용량의 설치를 위해 다양하게 배치하는 것이며, 가로배열과 세로배열 형태가 대부분입니다.

모듈은 단결정과 다결정으로 구분되며, 단결정은 주로 검정색이고 다결정은 푸른색입니다.
일반적으로 다결정보다는 단결정 모듈의 효율이 높은 편입니다.

 

 

 

모듈 1장의 용량은 300 ~ 400W 정도가 많이 사용되고 있으며, 그 중에서도 가격 대비 효율을 고려하다보니 370W 정도의 용량을 가장 선호하는 편입니다.

예를 들어서 370W 모듈 1,000장을 사용하여 발전소를 운영할 경우 370W × 1,000장 = 370,000W = 370Kw의 발전소가 되는 것입니다.

 

2. 인버터

모듈에서 생산된 전기는 직류(DC) 전원입니다. 직류 전원을 교류(AC) 전원으로 변환하여 전력계통에 연계시켜주는 장치가 인버터입니다.

모듈은 몇 장 단위의 묶음 형태인 어레이로 관리가 되며, 어레이별 배선은 인버터에 연결이 됩니다.

 

 

 

 

인버터의 구성 방법은 집중형과 분산형으로 나뉩니다.

집중형은 대용량 인버터를 사용하여, 모든 어레이를 하나의 인버터에 연결하는 형태입니다.
집중형은 저비용, 고효율을 자랑하지만, 음영에 취약하다는 단점이 있습니다.

분산형은 소용량 인버터를 사용하여 어레이별로 연결하는 형태입니다.
분산형은 음영에 강하지만, 집중형에 비해 고비용이며, 변환효율이 낮은 편입니다.

모듈 10장이 하나의 어레이로 구성된 경우를 예로 들어보겠습니다.
모듈 10장 중 9장은 음영이 발생되지 않아 100%의 발전이 되고 있지만, 모듈 1장에 음영이 발생되어 발전 효율이 20%일 경우

9장 × 100% + 1장 × 20% = 평균 92%의 효율이 발생할 것으로 생각되지만, 발전효율이 가장 낮은 1장의 발전효율이 반영되다보니 나머지 9장의 발전효율 또한 20%가 되어 평균 20%의 발전효율을 나타내게 되는 것입니다.

그렇기 때문에 건물이나 큰 나무 등에 의해 음영이 발생될 경우 음영이 발생되는 지역의 모듈들을 하나의 어레이로 묶는 것도 발전효율 저하를 막는 좋은 방법 중 하나입니다.

 

 

3. 태양광 발전 수익

 

 

태양광 시설을 통한 수익은 전력판매수익(SMP)과 공급인증서(REC) 판매수익의 2가지 형태로 발생합니다.

• 월간 태양광 발전 수익 = 월간 전기 발전량 × (전력판매수익 + 공급인증서 판매수익)

 

 

 

가. 전기 발전량

태양광 시설을 통한 수익을 계산하기 위해서는 본인이 소유한 발전소의 전기 발전량을 알아야겠지요.

• 매월 전기 발전량(Kw) = 설치용량(Kw) × 1일 평균 발전시간(h) × 30일

설치용량은 발전소의 용량이며, 모듈의 용량 × 모듈의 장수로 계산이 가능합니다.

발전시간은 하루 동안 태양광 발전 설비가 가동된 시간을 말합니다.
날이 맑을 경우 발전이 잘되며, 흐린 날이나 비 또는 눈이 오는 날의 경우는 발전이 잘 되지 않습니다.

여름에는 해가 떠 있는 시간이 길어서 발전이 잘 되고, 겨울에는 해가 짧아서 발전이 잘 되지 않을 것으로 예상됩니다.

 

 

서울의 연간 발전시간

하지만 위의 그림에서 알 수 있듯이 실제 발전시간 통계를 보면 3 ~ 5월의 발전시간이 가장 높고, 7월과 11 ~ 12월의 발전시간이 낮다는 것을 알 수 있습니다.

발전시간은 기상여건, 설치여건, 지역에 따라 차이가 발생하며, 1일 평균 3.6 ~ 4시간 정도가 일반적입니다.

 

나. SMP(System Marginal Price : 계통한계가격)

태양광 시설을 통한 수익은 전력판매수익(SMP)과 공급인증서(REC) 판매수익의 2가지 형태로 판매가 됩니다.

이 중 첫 번째 항목인 전력판매수익은 발전소에서 생산된 전기를 한국전력 또는 전력거래소를 통해 공급한 대가로 받는 판매대금으로 계통한계가격(SMP, 전력의 도매가격)에 따라 결정됩니다.

전력거래소에서는 전력공급 입찰에 참여한 발전기 중에서 연료비가 가장 저렴한 발전기 순으로 가동하는데, 전력의 수요 예측 결과 매 시간대별로 가동될 것으로 예상되는 발전기 중에서 가장 높은 발전비용으로 가동되는 발전기의 연료비에 따라 SMP가 결정되는 것입니다.

그렇기 때문에 계통한계가격(SMP)은 전력 수요와 공급에 따라 매 시간 단위로 변동이 되며, 연료비에 큰 영향을 받기 때문에 국제유가와 유사한 패턴을 보입니다.

 

 

 

 

위의 그림에서와 같이 2012년 160.83원을 정점으로 지속적인 하락추세를 보이다가, 2016년 77.06원 이후 소폭 상승중이며, 2019년 12월 20일(금) 현재 84.86원을 나타내고 있습니다.

SMP 대금관련 세금계산서는 매월 중순에 발행하며, 매월 말일 경에 입금됩니다.

 

다. REC(Renewable Energy Certificate : 신재생에너지 공급 인증서)

태양광 시설을 통한 수익은 전력판매수익(SMP)과 공급인증서(REC) 판매수익의 2가지 형태로 판매가 됩니다.

이 중 두 번째 항목인 공급인증서(REC) 판매수익에 대해 살펴보겠습니다.

태양광 발전소를 통해 전기를 생산할 경우 발전된 전기의 양만큼 REC(신재생에너지 공급 인증서 : Renewable Energy Certificate)를 발급해 줍니다.

발급받은 REC는 매주 화요일과 목요일 10시부터 16시까지 주식처럼 거래 할 수도 있으며, 20년 고정가격계약 형태를 통해 거래할 수도 있습니다.

여기에서 말하는 REC, 즉 신재생에너지 공급 인증서는 무엇일까요?

 

 

 

 

전 세계 모든 국가는 기후 환경 변화에 대응하기 위해 이산화탄소 배출 저감정책을 시행하고 있습니다.

이와 관련하여 정부에서는 신재생에너지의 보급 확대를 위한 정책으로 RPS(신재생에너지 의무 할당제 : Renewable Energy Portfolio Standard) 제도를 시행하고 있습니다.

RPS 제도란 발전설비용량이 500MW 이상인 대형 발전사는 정부에서 요구하는 만큼의 일정비율을 신재생에너지로 채워야 하는 제도로, REC 의무할당량을 채워야 하는 형식이 되는 것입니다.

• 관련법규 : 신에너지 및 재생에너지 개발•이용•보급 촉진법 제12조의 5, 동법 시행령 제18조의 4 및 신•재생에너지 공급의무화제도 및 연료 혼합의무화제도 관리•운영지침 제4조

• 500MW 이상 대형발전사(21개사) : 한국남동발전, 한국수력원자력, 한국중부발전, 한국동서발전, 한국남부발전, 한국서부발전, 파주에너지서비스, 포스코에너지, 한국지역난방공사, 동두천드림파워, GS EPS, SK E&S, 엠피씨율촌전력, GS동해전력, 에스파워, 포천파워, 포천민자발전, 평택에너지서비스, GS파워, 대륜발전, 한국수자원공사

대형 발전사는 직접 신재생에너지 발전설비를 통해 전기를 생산하여 REC를 발급받거나, 다른 발전사업자에게 REC를 구매하여 REC 의무할당량을 채울 수 있습니다.

 

 

 

 

정부에서는 REC를 바탕으로 대형 발전사들의 의무이행 여부를 판정하고, 의무할당량을 채우지 못한 경우 과징금을 부과하고 있으며, 위의 그림처럼 2012년부터 2022년에 이르기까지 의무할당량을 2%에서 10%까지 지속적으로 올리면서 할당하고 있습니다.

그렇기 때문에 태양광 발전소를 통해 전기를 생산할 경우, 생산된 전기의 양만큼 REC를 발급받게 되며, REC는 대형 발전사가 의무할당량을 채우기 위해 구매하는 흐름입니다.

 

 

 

 

대형발전사의 의무할당량이 매년 증가하고 있음에도 불구하고, 태양광 발전소가 증가하면서 위의 그림처럼 REC 체결단가는 지속적인 하락추세를 보이고 있습니다.

인증서 판매수익은 발전량만큼 발급받은 REC에 가중치를 곱한 금액만큼 받게 됩니다.

 

 

 

 

가중치는 위의 그림처럼 발전소의 설치유형 및 설치용량에 의해 정해집니다.

예를 들어서 일반부지에 100KW 미만으로 설치할 경우의 가중치는 1.2이고, 임야에 설치하는 경우의 가중치는 0.7이며, 건축물에 3,000KW 이하로 설치할  경우의 가중치는 1.5입니다.

 

라. 태양광 수익 계산

월간 태양광 수익은 다음과 같은 수식에 의해 산출할 수 있습니다.

• 월간 태양광 수익 = (SMP + REC × 가중치) × 월간 전기 발전량

위에서도 언급했던 것처럼 월간 전기 발전량은 설치용량(Kw) × 1일 평균 발전시간(h) × 30일로 구할 수 있습니다.

• 월간 전기 발전량 = 설비용량(Kw) × 1일 발전시간(h) × 30일

 

 

 

예1) 건물 지붕에 100Kw의 태양광을 설치하였고, 1일 평균 발전시간이 3.8시간인 경우를 예로 들겠습니다. 이 경우 가중치는 1.5입니다.

2019년 12월 19일 현재 1Kw당 SMP는 84.86원이고, REC는 48.7원입니다.

• 월간 전기 발전량 = 설비용량(Kw) × 1일 발전시간(h) × 30일
• 원간 전기 발전량 = 100Kw × 3.8h × 30일
= 11,400Kw

• 월간 태양광 수익 = (SMP + REC × 가중치) × 월간 전기 발전량
• 월간 태양광 수익 = (84.86 + 48.7 × 1.5) × 11,400Kw
= 157.91 × 11,400Kw
= 1,800,174원

즉 건축물 위에 100Kw의 태양광을 설치하였고, 1일 평균 발전시간이 3.8시간인 경우에 2019년 12월 19일 기준으로 월 180만원 정도의 수익이 발생하는 것입니다.

 

 

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예2) 임야에 100Kw의 태양광을 설치하였고, 1일 평균 발전시간이 3.8시간인 경우를 예로 들겠습니다. 이 경우 가중치는 0.7입니다.

2019년 12월 19일 현재 1Kw당 SMP는 84.86원이고, REC는 48.7원입니다.

• 월간 전기 발전량 = 설비용량(Kw) × 1일 발전시간(h) × 30일
• 원간 전기 발전량 = 100Kw × 3.8h × 30일
= 11,400Kw

• 월간 태양광 수익 = (SMP + REC × 가중치) × 월간 전기 발전량
• 월간 태양광 수익 = (84.86 + 48.7 × 0.7) × 11,400Kw
= 118.95 × 11,400Kw
= 1,356,030원

즉 임야에 100Kw의 태양광을 설치하였고, 1일 평균 발전시간이 3.8시간인 경우에 2019년 12월 19일 기준으로 월 135만원 정도의 수익이 발생하는 것입니다.

위의 2가지 예에서 볼 수 있듯이 가중치에 따라 월 수익이 크게 달라지는 것을 알 수 있습니다.

다음 시간에는 태양광 발전 효율을 높이기 위한 방법을 알아보도록 하겠습니다.

 

태양광 설치 #1 - 태양광 발전사업이란 무엇인가?  태양광 설치 #3 - 태양광 발전사업 설치비용