후쿠시마 원전사고 이후 일본은 50여 개에 달하는 원전 가동이 중단되며 전력난이 심화됐다. 게다가 화력발전소의 연료비 증가로 인해 전기료 인상이 불가피해졌다. 이러한 상황에서 일본은 원전을 대체할 에너지원으로 단기간에 도입할 수 있는 태양광 발전에 주력했다.

그 결과 최근 일본은 중국을 제치고 세계 최대 태양광 시장으로 부상했다. 올해 1분기 세계 태양광 수요는 9.34기가와트(GW)를 기록했는데, 그중 일본이 24%인 2.21GW를 차지해 1위를 차지한 것. 일본에서의 태양광 발전의 성장은 한때 정체 상태에 빠져 있던 세계 태양광 산업에 긍정적 영향을 끼치고 있다.

그런데 일본에서 나날이 성장하고 있는 태양광 발전의 특징 중 하나는 활용하기 힘들거나 버려져 있던 틈새 공간을 이용해 메가솔라(대규모 태양광발전소 프로젝트)를 건설한다는 점이다.

지난 8월 도쿄만에 인접한 치바현의 후츠시에서 발전능력이 40메가와트(MW)에 이르는 대규모의 메가솔라가 운전을 개시했다. 일반가정 약 1만 2000세대분의 전력 사용량에 필적하는 규모의 이 메가솔라가 건설된 장소는 바로 자갈채취장의 철거지였다. 44만 평방미터에 달하는 이 자갈채취장은 바로 옆에 고압 송전철탑이 있어 대규모 메가솔라를 건설하는 데 최적의 장소로 꼽혔다.

나리타국제공항 주변의 3만5000평방미터의 토지에도 발전능력 1.3MW의 메가솔라가 지난 4월부터 전력을 생산하고 있다. 이 메가솔라가 건설된 부지는 산업폐기물의 매립이 완료된 최종 처분장으로서, 인접한 부지에서는 지금도 폐기물 매립이 계속되고 있다.

공업단지가 몰려 있는 이바라키현에서도 미이용 토지 위주로 메가솔라들이 속속 건립되고 있다. 대표적인 것이 현의 중앙에 있는 JR철도의 두 개 선로 사이에 있는 기다란 형태의 토지에 건립되고 있는 메가솔라다. 이곳은 원래 철도 화물의 조차장이 있었던 곳이지만, JR동일본은 토지의 유효활용을 목적으로 메가솔라를 건설하기로 결정했다. 4MW의 태양광 패널을 설치하는 계획이 진행되고 있는 이 메가솔라는 내년 3월에 운전을 개시할 예정이다.

이바라키현의 50% 세대에 전력 공급 가능

지난 6월에 전력 공급을 개시한 이바라키현의 기타우라 복합단지는 일본에서 처음 시도된 독특한 메가솔라다. 공장 유치가 생각대로 이루어지지 않아 공터로 남아 있던 35만 평방미터의 미이용 토지를 활용해 28MW 규모의 메가솔라를 건설한 것. 이곳은 4개사의 발전사업자가 구획별로 각각 발전설비를 설치했지만, 전력회사의 송배전 네트워크와 연계하는 수변전설비는 공동으로 건설·운영함으로써 비용 저감을 도모한 것이 특징이다.

고정가격 매입제도가 시작된 2012년 7월부터 지난해 12월까지 이바라키현에서 건설된 태양광 발전설비는 1776MW에 이른다. 그중 메가솔라의 발전량은 1000MW를 차지하는 것으로 알려졌는데, 모든 설비가 가동될 경우 이바라키현의 50% 이상의 가정에서 이용하는 전력을 생산할 수 있다.

일본에서 겨울에 눈이 가장 많이 내리는 니가타현에서도 메가솔라의 건설 계획이 이어지고 있다. 니가타 시내를 흐르는 농업용수로의 경사면의 약 1km(킬로미터)에 걸쳐 2200대의 태양광 패널을 설치하는 것이 대표적인 예. 태양광 패널 아래는 물을 채운 상태로 논의 기능을 유지하는데, 용수로로부터 물을 유입하는 밭에서도 휴작 상태의 구획을 이용해 태양광 발전을 하게 된다. 이 태양광 발전 시설이 완료되면 연간 82만kWh(시간당 킬로와트)의 전력을 생산할 수 있다.

니가타시 경마조합의 마구간 터에는 4MW의 발전능력을 지닌 메가솔라가 건설되고 있다. 눈이 많이 올 때를 대비해 1.5m(미터)의 높이에 설치각도 30도로 건설되는 이 메가솔라는 올해 12월에 운전을 개시할 계획이다.

오키제도에서는 40년 이상 버려져 있던 활주로를 이용해 태양광 발전시설을 짓고 있다. 1965년 오키공항의 신활주로가 완성되면서 길이 1500m에 달하는 종래의 활주로는 폐지돼 버렸다. 이 활주로 중 일부인 2만1000평방미터의 부지에 메가솔라가 들어설 예정인데, 착공 시기는 2015년 4월로 예정되어 있으며 9월부터 발전을 시작할 계획이다.

효고현에서는 2개의 농업용 연못에 세계 최대 규모의 수상 설치형 메가솔라를 건설할 계획이라고 최근 밝혔다. 올해 9월에 착공해 내년 4월에 운전을 개시할 이 메가솔라는 약 2.9MW 규모로서, 연간출력량은 일반가정 약 920세대분인 330만kWh이다.

이 사업을 진행하는 쿄세라 TCL솔라는 저수지 등을 대상으로 합계 약 60MW의 수상건설형 메가솔라의 개발을 목표로 하는 것으로 전해진다. 이 회사에서 사용하는 수상구조물은 핀으로 접속하는 설계로 이루어져 공구가 불필요하며, 모듈도 특별 주문품이 아닌 기존의 방수제품을 이용한다.

달에 거대 태양광 발전기지 건설안 나와

이 같은 수상설치형 메가솔라는 지역의 전력 부족을 해소하는 것 외에도 몇 가지 이점을 지니고 있다. 먼저 수면에 그림자가 생기므로 저수 증발량이 줄어들고 조류의 이상발생을 방지할 수 있어 연못에 환경적으로 좋은 영향을 미치는 것이 그 첫 번째 이점이다. 또한 물의 냉각효과에 의해 태양전지 모듈의 온도가 올라가기 어려우므로 지상설치형보다 발전량이 많다는 장점을 지닌다.

한편, 일본의 시미즈라는 건설회사는 달에 거대한 태양광 발전기지를 건설하는 프로젝트 안을 내놓아 주목을 끌고 있다. ‘달 고리(Luna ring)’로 명명된 그 계획안에 의하면, 달의 적도에 폭 400km, 총연장 1만1000km에 달하는 태양전지 패널 띠를 건설한 후 이를 레이저빔이나 마이크로파로 변환해 지구로 송출한다는 것이다.

달 태양광 발전기지 건설 및 태양광 전지 제작에 필요한 재료는 로봇을 이용해 달 표면에서 채굴을 통해 조달하는 방식이 제안되었으며, 지구에서 건설에 필요한 기계와 설비를 달로 보내 조립한 후 2035년부터 건설을 시작하는 것으로 되어 있다.

달에서 태양광 발전을 하게 되면 지구에서보다 효율이 훨씬 높을 수밖에 없다. 달은 공전주기와 자전주기가 같아서 지구로 향하는 달 표면의 반대쪽은 항상 태양을 향하기 때문이다. 이로 인해 밤낮의 변화 없이 항상 발전이 가능하며, 달에는 기상현상도 발생하지 않아 지구보다 훨씬 효율적이다.

만약 시미즈 사의 계획이 현실화될 경우 한 해 동안 미국에서 생산되는 전체 발전량의 약 3배 이상에 해당하는 1만3000TW(테라와트, 1테라와트는 1조 와트임)를 지구로 송출할 수 있다. 전문가들은 이 같은 계획이 공상과학 영화에나 나올 법한 내용이지만, 인류의 공익과 미래를 위해서 한번쯤 주목할 가치가 있다는 반응을 보이고 있다.