농가 소득 안정화 위한 솔루션 ‘영농형 태양광’ 생산량·품질 향상 시너지

영농형 태양광발전 톺아보기Ⅰ: ‘배·과수’ 농작물 보호·당도는 그대로

[녹색에너지연구원 제공] 영농형 태양광발전은 농지에서의 농작물 수확량 감소 및 영농 활동의 장애를 최소화하며, 농지 상부의 공간을 활용해 태양광발전을 동시에 수행하는 시스템을 말한다.

모든 작물은 일정량의 일조량을 넘어서면 더 이상 광합성량이 증가하지 않는 광포화점이 있는데 이 광포화점 이상의 빛을 태양광 발전과 공유하는 것이다. 이러한 영농형 태양광의 구조물 경간은 4m 이상, 높이는 3m 이상으로 하고 사용하는 태양광 모듈은 폭이 좁은 소형 모듈로 차광률 30% 정도로만 설치해 농지에 도달하는 일사량을 확보한다. 또한, 설치된 구조물에 스마트팜 기술을 접목해 노지 전용 스마트팜 플랫폼으로 활용하면 농업의 4차 산업화를 통해 농업 생산성 및 품질 개선 등을 기대할 수 있다.

2016년 12월을 시작으로 녹색에너지연구원은 협력기관과 함께 농림축산식품부 및 산업통산자원부의 100억원 규모 지원을 받아 영농형 태양광발전 연구를 수행하고 있다. 11개 사이트에서 벼, 녹차, 배추, 마늘, 양파, 배, 포도 등 8개 작목을 대상으로 농가 보급을 위한 영농형 태양광발전 표준 시스템 개발 및 작물별 표준재배기술 확보를 위해 다양한 연구가 진행되고 있다.

상부 구조물로 인한 농지의 농업 환경이 변화하는 만큼 생산량 및 품질의 저하가 일어나는데 동일시기에 수확한 대조군과 비교한 결과 벼는 최대 -20%, 배추, 감자, 마늘, 양파 등은 -10% 내외, 과수의 당도는 1brix 정도의 저하가 관찰됐다. 이를 최소화하기 위한 품종 개발과 재배기법의 연구가 필요하다. 녹차의 경우는 영농형 태양광의 차광효과로 인해 생산량도 10% 이상 증대되고 품질도 개선돼 추가적인 연구가 한창이다.

녹색에너지연구원은 실증사업을 통해 얻은 연구 결과를 월간 <솔라투데이> 지면을 통해 3개월 간 배, 녹차, 포도 순으로 독자와 공유하고자 한다. 특히, 영농형 태양광 구조물을 활용 시 이상기후로부터 고부가가치 농작물을 보호하는 순기능과 시너지 효과를 통해 작물의 생산량 및 품질 향상이 일어난 연구 결과는 의미 있는 자료가 될 것이다.

배·과수 영농형 태양광Ⅰ: 농가 피해 최소화 및 생산량·품질 향상

전 세계가 그렇듯 한반도도 근래 이상기후로 몸살을 앓고 있다. 2018년은 25년 만에 폭염으로 과수에 열과가 발생해 큰 피해를 입었고, 2019년은 잦은 태풍으로 인한 낙과 피해가 극심했다. 또 올해 초에는 냉해로 인해 과수가 큰 피해를 입었다. 이러한 이상 기후로 인한 농작물 피해를 매년 당하기만 할 것인가?

녹색에너지연구원은 2018년 10월부터 나주 금천에 있는 햇살품은 배 영농법인(대표 김준) 과수원에서 3년째 실증 실험 중에 있다. 2019년 9월 제13호 태풍 링링이 상륙해 배 과수 농가가 극심한 낙과 피해를 입었는데 영농형 태양광 하부의 낙과율은 약 38% 감소하는 결과를 얻었다. 구조물과 패널이 최대 풍속 21m의 강풍을 막아준 덕이다.

올해 4월에는 이상저온 및 서리로 인해 일찍 개화한 배꽃이 얼어 죽는 냉해 피해가 발생됐다. 나주의 경우 피해면적 배 농가 중 85%가 피해를 입었다. 테스트 베드에도 피해가 일어났는데 사진에서 보는 바와 같이 구조물 하부의 배꽃(사진1)은 생생하고 많이 남아 있는 반면, 대조군에서는 배꽃이 갈변하고 씨방이 고사돼 있는 것(사진2)을 확인할 수 있다. 구조물과 패널이 서리를 막아준 것으로 원인이 파악된다.