일본의 2030년 태양광 전망: 맑은 날의 정오 전력 공급이 선두를 달릴 수 있을까?

일본 자원종합시스템연구소는 2022년 3월 30일, 2020년 기준 태양광(PV) 시스템의 실제 설비용량 데이터를 발표하고, "2030년 일본 태양광 시장 설비 예측(2022년판)"을 업데이트한 보고서를 발표했습니다.

추정에 따르면:

• 2020년 기준 일본의 태양광 발전 시스템 누적 설치 용량(DC 출력, DC)은 약 72GW입니다.

• 기존 성장 시나리오(현재 연간 약 8GW DC 성장률 유지) : 2030 회계연도까지 설비용량이 154GW DC(AC 출력에 해당, AC 약 121GW)에 도달할 것으로 예측됩니다.

• 가속화된 배치 시나리오(그리드 연결 환경에서 상당한 개선이 예상됨): 설치 용량은 180GW DC(AC 출력에 해당, AC는 약 140GW)에 도달합니다.

참고로, 일본 경제산업성(METI)이 2021년 10월 22일 발표한 "제6차 에너지 기본 계획"에서 2030년까지 태양광 발전 용량 목표는 "117.6GW(교류 발전량, 교류, 목표치)"로 설정되었습니다. METI의 "목표치"는 현재 정상적인 성장률을 가정했을 때의 예측치와 거의 동일합니다.

주요 변환: 정격 전력 및 실제 출력

• 위에 언급된 직류(DC) 기반 태양광 시스템의 정격 전력 값은 특정 온도 및 일광 각도를 충족하는 등 이상적인 조건에서의 공칭 값입니다.

• 실제 순피크 발전량은 일반적으로 정격값의 약 70% 정도입니다(즉, 계수 0.7을 곱해야 합니다).

• 따라서 2030년 맑은 날의 정오 피크 시간대에는:

• 일반적인 성장 시나리오에서 실제 AC 출력은 약 85GW가 될 것으로 예상됩니다.

• 가속화된 배치 시나리오에서는 실제 AC 출력이 약 98GW가 될 것으로 추산됩니다.

최대 수요 일치도 분석

• 최근 몇 년 동안 일본의 전국 최대 전력 수요(AC 벤치마크)는 약 160GW였습니다(2011년 3월 동일본 대지진 이전에는 약 180GW AC에 도달했으나 이후 사회적 에너지 절약 촉진, 경제 성장 둔화, 경제 구조 변화로 인해 감소했습니다).

• 2030년 최대 전력수요가 현재 수준(약 160GW AC)을 유지한다고 가정할 경우 :

• 가속화된 배치 시나리오에 따르면, 화창한 날의 정오 태양광 발전량(98GW AC)은 전국 최대 수요인 98GW/160GW의 약 61%를 충족할 수 있습니다.

이러한 개발 환경 속에서 일본 태양광 산업의 꾸준한 성장은 다양한 응용 시나리오의 탐색과 분리될 수 없습니다.

일본의 에너지 전환에 깊이 관여하는 국제 기업인 솔라 퍼스트 그룹은 최근 몇 년간 여러 차별화된 태양광 프로젝트를 일본 전력망에 성공적으로 연결해 왔습니다. 평지에 건설된 대규모 지상형 태양광 발전소는 제한된 토지 자원 활용을 극대화하고 발전 효율을 높였습니다. 또한, 농업 지역에 시행된 태양광 농업 플랫폼 프로젝트는 농경지 위에 태양광 패널을 혁신적으로 설치하여 "농업과 ​​태양광의 상보성"을 실현하여 곡물 생산을 보장할 뿐만 아니라 새로운 청정 에너지 채널을 추가했습니다. 또한, 지방 정부와 협력하여 추진한 분산형 태양광 지붕 지원 시스템은 산업 및 상업 단지와 공공 건물을 아우르며 도시 전력 사용량 부담을 효과적으로 완화했습니다.

(일본 Solar First Group의 태양광 프로젝트)

이러한 프로젝트들은 수십 메가와트의 계통 연계 용량을 직접적으로 제공했을 뿐만 아니라, 기술적 적응을 통해 일본의 복잡한 지리적 및 기후 조건에 맞는 최적의 발전 모델을 모색했습니다. 예를 들어, 농업 플랫폼 프로젝트는 태양광 패널의 경사각을 조정하여 작물의 일조량과 발전량 수요의 균형을 맞추었고, 지붕 지지 시스템은 태풍이 자주 발생하는 지역의 바람 저항력을 강화하도록 설계되었습니다.

(일본 Solar First Group의 태양광 프로젝트)

Solar First의 사례는 가속화된 구축 시나리오에서 "계통 연결 환경 개선"이라는 핵심 조건을 확인했습니다. 프로젝트 라이브러리의 지속적인 확장은 일본이 140GW AC 출력 목표를 달성하는 데 핵심적인 역할을 하고 있습니다.

(일본 Solar First Group의 태양광 프로젝트)

결론의 핵심은 다음과 같습니다. 가장 낙관적인 가속 배치 시나리오에서도 2030년 일본의 맑은 날 정오에 태양광 발전이 국가 최대 전력 수요의 약 60%를 충당할 것으로 예상됩니다.