결정질 실리콘 태양광시스템의 물 발자국 산정에 대한 연구 (Analysis on the Water Footprint of Crystalline Silicon PV System)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 20권 / 4호 / 449 ~ 456페이지
· 저자명 : 나원철, 김영환, 김경남, 이관영

초록

기후변화로 인한 국지적인 이상가뭄 빈발 및 물수지 관련 불확실성 증가 등으로 각국에서는 사용가능한 담수량 확보, 즉 물안보 문제가 크게 대두되고 있다. 사용가능한 담수량 중 상당부분이 전력을 생산하는 발전 분야에도 사용되기 때문에 그 중요성이 점차 증대하고 있다. 신재생에너지원인 태양광발전은 설비제조, 설치 및 운전의 전 과정(life cycle)에서 수자원을 소비하지만 전통적인 에너지원인 화력발전이나 원자력발전에 비하면 상대적으로 수자원을 적게 사용한다는 장점이 있다. 본연구에서는 태양광시스템의 원료채취부터 운영발전까지 물 사용량을 알아보기 위해 전 과정의 물 발자국을 측정하여 그 결과를 분석했다. 물 발자국 산정결과 태양광시스템의 전체 물 발자국은 0.989 m3/MWh이며, 폴리실리콘과 태양전지 공정에서 물 발자국이 높게 나타났다. 폴리실리콘 공정은 에너지 다소비 공정이기 때문에 냉각수 사용량이 많았고 태양전지 공정에서는 고효율 결정질 실리콘 세척을 위한 탈 이온수(deionized water) 사용량이 많았기 때문에 물 발자국이 높은 것으로 보인다. 태양광발전은 기존 에너지원보다 물 사용량이 적은 발전원임을 확인할 수 있었으며, 에너지 분야의 물 사용량을 절감할 수 있는 가치를 가지고 있음을 알 수 있다. 향후 에너지정책 결정에 있어서 신재생에너지의 부가적인 가치로서 물 발자국개념의 도입이 중요하다

영어초록

There has been increasing concerns for the problems of water security in countries, caused by the frequent occurrenceof localized drought due to the climate change and uncertainty of water balance. The importance of fresh water is emphasized asconsiderable amount of usable fresh water is utilized for power generation sector producing electricity. PV power system, thesource of renewable energy, consumes water for the every steps of life cycle: manufacturing, installation, and operation. However,it uses relatively less water than the traditional energy sources such as thermal power and nuclear power sources. In this study, tofind out the use of water for the entire process of PV power system from extracting raw materials to operating the system, thefootprint of water in the whole process is measured to be analyzed. Measuring the result, the PV water footprint of value chain was0.989 m3/MWh and the water footprint appeared higher specially in poly-Si and solar cell process. The following two reasonsexplain it: poly-Si process is energy-intensive process and it consumes lots of cooling water. In solar cell process, deionized wateris used considerably for washing a high-efficiency crystalline silicon. It is identified that PV system is the source using less waterthan traditional ones, which has a critical value in saving water. In discussing the future energy policy, it is vital to introduce theconcept of water footprint as a supplementary value of renewable energy.

참고자료

· 없음