[태양전지 교과서] Week 2 - Cost

그림들의 출처는 모두 EPFL의 MICRO-565, IEM NEUCHATEL PV-lab 에 있습니다

Prof. Christophe Ballif

태양전지 가격

태양전지 가격은 꾸준히 내려갔다. 주황색 부분이 많이 내려갔는데, 이건 module의 가격이다. 파란색 부분은 변동이 작은데, 여긴 BOS(Balance of system cost)라고 module외의 inverter, system, installation work, management 등에 필요한 비용이다. 가격이 줄어들면서 설치량은 늘어나고 있다.

요즘은 주로 CAPEX(capital expenditure)로 나라마다 다르지만 주로 0.5~0.9€/W 정도 드는 듯. CAPEX는 미래 이익을 위해 투자, 지출한 비용을 말한다.

2019년과 2020년을 비교해보면 모든 용량에서 태양전지 가격이 2020년에 감소하였다. 하지만, 2022, 2023년에는 우크라이나 전쟁으로 인해 가격이 조금 높아졌다. 보통 large plant의 경우 CAPEX가 0.5~0.6€/Wp까지 감소한다. smaller system의 경우 좀 더 비싸다. 대규모 생산으로 인해 direct production cost는 계속 감소할 것이다. direct production cost는 원자재 가격과, 그 원자재를 가공하기 위해 필요한 에너지 비용을 포함한다. 그래도 태양전지 cell의 효율이 비용을 낮출 수 있는 가장 좋은 방법이다.

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LCOE는 levelized cost of electricity로 CAPEX와 운영에 필요한 비용(OPEX)의 합을 전체 전기 생산량으로 나눈 값이다. LCOE를 계산할 때는 초기 투자 비용, 에너지 생산량, 이자율, 태양전지 수명, 노후화, 유지비용을 고려한다.

위 그래프는 해석하기 어려웠다. 위 그래프는 지역 별로, 이자율 별로 LCOE가 어떻게 달라지는지를 설명한다. Lausanne은 스위스에 있는 한 도시이다. 여기서는 많은 비용을 투자해서 태양전지를 설치한다. Cost of capital은 이자율로 높을수록 더 많은 이득을 내고 싶어 한다는 뜻이다. 태양광이 그렇게 세지 않기 때문에 이득을 얻기 위해선 LCOE를 높게 잡아야 한다. 한편, EAU같은 곳은 태양광이 정말 세다. 이 곳에서는 초기 투자 비용을 낮게 잡아도, 이자율을 높게 잡더라도 LCOE가 낮다.

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스위스에서 100kW의 rooftop PV를 설치하기 위해 필요한 비용은 다음과 같다.

system에 드는 비용은 0.9€/Wp이다. 만약, interest를 20년 안에 6%로 잡는다면, 스위스의 경우 1100kWh/㎡의 태양광이 있으므로 1Wp가 1kWh/y의 전력을 생산하고 7.4€cts/kWh로 전력 요금이 책정된다.

남쪽에 있는 스페인의 경우 1800kWh/㎡로 태양광이 더 세다. 1Wp의 태양전지가 1.7kWh/y의 전력을 생산하고 4€cts/kWh로 전력이 싸진다. 즉, LCOE는 내가 원하는 만큼의 interest를 얻기 위해 팔아야 하는 전력 가격이다.

신재생에너지 가격은 그동안 많이 싸졌다. 그런데 태양광 PV의 가격이 제일 급한 폭으로 낮아졌다.