사막을 태양광 패널로 덮는 것이 합리적인가요?

태양광이 사막에 있든 도시에 있든 효율성이 핵심입니다

표면적으로는 답이 명확해 보입니다. '모든 것의 전기화' 운동은 우리가 화석 연료 경제를 전기로 대체해야 한다고 요구합니다. 하지만 이것은 생산 수단이 풍력, 태양광, 수력 및 기타 재생 가능하고 청정한 에너지원에서 파생될 때만 환경적 관점에서 의미가 있습니다. 이는 증가하는 수요를 충족시키기 위해 이러한 수단에서 대규모로 전력 생산을 확대해야 하며, 동시에 석탄 화력 발전소를 폐지해야 함을 의미합니다.

따라서 더 많은 청정 에너지가 필요하다는 점을 고려할 때, 거의 항상 햇빛이 비치는 황무지의 넓은 지역을 태양광 패널로 덮는 것이 훌륭한 해결책처럼 보입니다. 실제로 사막 지역에는 이미 태양광 발전소가 존재합니다. 모하비 사막에서는 지난 몇 년 동안 확장 중인 광전지가 성장해 왔으며, 캘리포니아에서 가장 큰 리버사이드 이스트 태양광 에너지 구역 (SEZ)은 이제 맨해튼의 10배 크기인 150,000에이커를 덮고 있습니다.

호주에서는 퀸즐랜드 서부 다운스 지역에 위치한 국내 최대의 태양광 발전소가 100만 개 이상의 태양광 패널을 포함하고 있으며, 235,000 가구에 전력을 공급할 수 있습니다. 이는 275kV 라인으로 퀸즐랜드 전력망에 연결되어 있습니다.

사막으로 유명하지 않은 영국에서는 Xlinks First Ltd가 모로코의 새로운 태양광 및 풍력 프로젝트에서 현재 영국 전력 수요의 거의 8%를 공급할 계획을 세우고 있습니다. 이 제안은 77 평방 마일의 태양광 발전소와 580 평방 마일의 풍력 발전소를 결합하고 22.5 GWh / 5 GW 배터리로 지원하여 11.5 GW 용량의 플랜트를 형성합니다. 또한 아프리카 대륙에서 유럽 대륙 북서부로 전력을 전달하기 위해 세계에서 가장 긴 2,500마일의 해저 케이블이 필요합니다. 이 프로젝트는 야심차게 보일 수 있지만, 2030년에 완료될 계획이며 강력한 지원을 받고 있습니다.

그러나 대규모 사막 태양광 설치는 민감하게 구현되어야 합니다. 사막 조건에서 번성하는 특정 식물들은 탄소 고정에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 식물학자 Robin Kobaly는 그녀의 책 ' The Desert Underground'에서 크레오소트 부시의 경우처럼 최대 10,000년까지 생존할 수 있는 사막 식물의 거대한 뿌리 네트워크가 "거대한 탄소 싱크"로 기능한다고 주장합니다.

환경 문제 외에도 대규모, 원격 태양광 발전소는 저장, 변환 및 전력 전송 손실과 관련된 기술적 과제를 안고 있습니다. 영국/모로코 링크의 경우 손실은 13%로 추정되었습니다.

따라서 사막 태양광 발전소의 확산을 장려하는 것 외에도 다른 옵션을 고려해야 합니다. 영국 작가 Will Lockett는 그의 2023년 책 '50 Ways to Save the World'에서 "세계 도시 지역의 20%를 태양광으로 전환하면 완전히 자급자족할 수 있다"고 주장합니다. 캘리포니아에서는 2020년 이후로 새로 건설된 저층 주거용 건물 (단독 주택, 공동 주택 및 3층 이하 아파트)에 태양광 발전 시스템을 설치해야 합니다. 그리고 2023년에는 캘리포니아 에너지 위원회(CEC)가 캘리포니아 에너지 코드를 변경하여 많은 새로운 상업용 건물에 태양광 패널과 배터리 저장 시스템을 설치하도록 요구했습니다. 다른 나라들도 유사한 법안을 도입 중이며, 다른 해결책은 더 상상력이 풍부할 수 있습니다. 예를 들어 주차장을 태양광 패널로 덮거나, 태양광 포장 도로가 제안되었습니다.

사회가 원격 사막 태양광 발전소나 단일 주택에 전력을 공급하는 지역 설치를 선택하든 - 또는 아마도 그 둘의 혼합을 선택하든 - 효율성은 태양광 에너지 설치가 해결해야 할 주요 과제 중 하나입니다. 이는 기술적 관점뿐만 아니라 경제적 관점에서도 그렇습니다.

Power Integr ations의 게이트 드라이버 제품은 이와 같은 야심 찬 태양광 프로그램에 적합합니다. 고도로 통합된 SCALE™-2 게이트 드라이버는 디스크리트 드라이버 단계 기반의 일반적인 솔루션에 비해 구성 요소 수와 PCB 크기를 크게 줄입니다. 통합은 또한 신뢰성을 증가시키며, 구성 요소가 적을수록 고장의 잠재적 원인도 적어집니다. 물론 모든 장치는 정교한 과전압 보호 시스템으로 완벽하게 보호됩니다.

Power Integrations의 솔루션은 태양광 발전소 자체에 있는 중앙 집중식 컨버터에 배치할 수 있으며, SCALE-iFlex™ 게이트 드라이버 제품군 (LT, NTC, XLT - 선택한 모듈에 따라 다름), 그리고 필요한 곳으로 전력을 보내기 위한 고전압 DC 송전에 사용될 수 있습니다. 예를 들어 SCALE-2 플러그 앤 플레이 드라이버 (1SP0635, 1SP0335 및 Press Pack 1SP0351 - 역시 모듈에 따라 다름) 등이 있습니다.