애그리볼테익스(Agrivoltaics 영농광전기공학)란?

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태양 에너지로부터 직접 전력을 얻기 위해 태양전지판을 불모지(不毛地)인 사막과 늪지대, 호수, 산야, 건물의 지붕, 창가와 벽, 고속도로 좌우, 주차장 등에도 세우고 있다. 근년에는 양과 소를 사육하는 목장과 농경지에 대규모 태양발전소를 설치하고 있다. 농업생산도 하고 동시에 전력생산도 하는 영농광전기공학을 ‘애그리볼테익스’라 한다.

 

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agrivoltaics의 agri는 agriculture(농업)에서, voltaics는 photovoltaics에서 따온 말이다. photovoltaics는 태양에너지로부터 전력을 생산하는 태양광발전공학 즉 광전변환공학(光電變換工學)을 뜻한다. 애그리볼테익스는 간단히 솔라팜(solar farm)이라 말하기도 한다. voltaic은 이탈리아의 물리학자 이름 볼타(Alessandro Volta 1745-1827)에서 유래되었으며 '전기'라는 의미로 쓰인다.

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고속도로 양쪽에 수백 수천km의 태양전지판을 설치하면 매우 생산적일 것이라 생각되지만, 태양전지판은 태양빛과 전조등의 빛을 반사하여 운전자의 시야를 방해할 결정적인 위험이 있다. 그러나 광대한 농장이나 가축을 방목하는 목장에 태양전지판을 설치한다면 농업생산과 동시에 전력생산도 가능해진다.

 

 

애그리볼테익스라는 용어는 1891년에 독일의 물리학자 궤츠베르거(Adolf Goetzberger 1928-2023)가 처음 사용했으며, 그는 여러 가지 태양광 영농 아이디어도 발표했다.

 

 

 

그늘진 곳에서는 대부분의 식물이 제대로 생장하지 못하지만, 농작물이나 사료작물 중에는 태양전지판의 그늘 밑에서도 잘 자라는 종류가 있다. 태양전지판이 대지를 덮어 그늘을 지우고 있으면 토양 수분의 증발을 억제하고, 기온 상승을 감소하는 효과도 있다. 이런 경우에는 태양전지판이 농업생산에 오히려 도움이 된다.

 

 

 

태양전지판은 방목하는 양이나 소에게 뜨거운 햇빛을 피할 그늘을 제공한다.

 

 

 

탸양전지판 아래에 야생식물을 재배하면 나비와 벌과 다른 곤충들이 찾아오게 되어 주변 농장에서 재배하는 과수와 작물의 수분(受粉 꽃가루받이)을 돕기도 한다.

 

 

 

일반적으로 태양전지판은 남향으로 고정하여 설치한다. 독일의 한 마을(Donauchingen) 농장에서는 사진처럼 동서 방향으로 수직 태양전지판을 설치했다. 이런 수직 태양전지판은 좌우 양면에 태양전지판을 붙인다.

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화석연료를 사용하지 않고 자연의 에너지로부터 전력을 생산하는 기술은 오늘만 아니라 미래의 인류에게 매우 필요한 공학이다. 그러나 애그리볼테익스가 모든 나라와 모든 곳에서 유용하게 활용될 수는 없다. 우리나라처럼 산이 많은 나라와 태풍이 심하게 부는 지역에서는 매우 제한적으로만 이용될 수 있다.

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우리나라에서는 2019년에 영농인들을 중심으로 청주시에 사단법인 한국영농태양광협회가 발족되어 ‘농사와 태양광을 동시에’라는 구호를 앞세우고 이에 대한 연구활동을 하고 있다.

 

 

애그리볼태익스는 화석연료를 절약하고, 이산화탄소의 발생을 줄여 온실효과를 감소시킬 수 있는 중요한 공학이다. 애그리볼테익스 발전을 위해서는 태양전지판이 중요 작물의 생육에 어떤 영향을 주는지 기초적인 연구가 먼저 이루여져야 한다. 예를 들어 태양을 지극히 좋아하는 벼, 밀, 호박 농장을 태양전지판으로 덮는다면 좋은 결과를 기대할 수 없을 것이다. 그러나 가축을 대량 방목하는 오스트레일리아, 미국, 캐나다, 칠레, 중국과 같은 나라에서는 매우 중요한 영농광전기공학이 될 것이다.

 

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