한화솔루션 "차세대 셀ㆍ스마트 팩토리로 태양광 시장 선도할 것"

▲한화솔루션 진천공장 내부. 머리 위에 있는 레일이 제품을 운반하고 있다. (사진=박기영 기자)

한화솔루션이 차세대 태양광 셀 '탑콘'과 '텐덤'을 선보인다. 높은 기술력과 생산 공정이 모두 자동으로 이뤄지는 '스마트 팩토리'를 활용해 태양광 시장 선점에 주력한다는 구상이다.

한화솔루션은 지난 12일 충청북도 진천군 이월면에 있는 (한화)큐셀부문 진천공장에서 국내외 태양광 산업의 흐름과 기술현황, 한화솔루션의 태양광사업 추진방향을 소개하는 미디어설명회를 개최했다.

한화그룹은 2010년 중국 솔라펀파워홀딩스를 인수한 데 이어 2012년 독일 큐셀을 인수하며 태양광 사업에 본격 진출했다. 현재는 기술 경쟁력을 바탕으로 세계 주요 태양광 시장인 미국, 일본, 독일, 한국 등에서 태양광 모듈 시장점유율 1위를 차지했다. 특히 대표적 재생에너지 시장인 미국 주거용 시장과 상업용 시장에서는 2022년까지 시장점유율 각각 4년 연속 1위, 3년 연속 1위를 달성했다.

진천 공장은 한화솔루션이 자랑하는 기술집약적 '스마트 팩토리'이다. 실제 진천공장은 2000여 명의 직원이 근무하지만 생산라인은 전부 자동화가 이뤄져 근무 인원이 많지 않았다. 대신 공정마다 3색 등이 부착돼 있었다. 자동화 공정 속에서 단순 오류나 문제가 발생하면 직원이 즉시 투입됐다.

▲한화솔루션 진천공장 내부. 커다란 로봇 팔이 제품을 옮기고 있다. (사진=박기영 기자)

공정마다 레일이 쉴 새 없이 가동하고, 수백 대의 기계 팔이 셀을 옮기고 있었다. 머리 위로는 설치된 레일에 제품이 쉴 새 없이 이동하고 있었다. 어지러워 보이는 라인은 기계 배치 하나하나에 모두 노하우가 녹아 있다고 한다.

한화솔루션의 국내 공장은 충청북도 진천과 음성공장 두 곳이다. 이중 진천 공장은 셀 4.5GW와 모듈 1.6GW 생산 능력을 갖췄다. 음성 공장에서는 모듈만 생산하는데, 생산 능력은 2.9GW 수준이다.

이날 한화솔루션이 선보인 차세대 태양광 셀 '탑콘'은 셀에 얇은 산화막을 삽입해 기존 제품(퍼크 셀)보다 1%P가량 높은 발전효율을 자랑한다. 현재 세계 태양광 시장의 90% 이상을 차지하는 퍼크 셀은 후면에 반사막을 삽입해 빛을 반사시켜 발전 효율을 높인 제품으로 평균 효율은 약 23%이다. 셀의 효율이 올라가면 모듈 설치 면적 대비 전력 생산량이 늘면서 작은 면적에서도 많은 전력을 생산할 수 있다.

한화솔루션은 지난해 11월부터 연 300MW 용량의 탑콘 셀 파일럿 라인 가동을 시작했다. 지난 5월에는 총 1800억 원을 투자해 한국공장의 셀 생산 능력을 기존 연간 4.5GW에서 5.4GW로 확대하는 계획도 발표했다. 이 중 1300억 원이 탑콘 셀 양산을 위한 라인 전환과 설비 도입에 쓰인다. 이에 따라 4월부터는 연간 3.9GW의 퍼크 셀과 1.5GW의 탑콘 셀을 생산할 수 있게 된다.

▲한화솔루션 관계자가 차세대 태양광 셀 '탠덤'에 대해 설명하고 있다. (사진=박기영 기자)

탠덤은 오는 2026년 6월 양산을 목표로 한 차세대 셀이다. 탠덤은 지난 3월에는 독일 헬름홀츠 연구소(HZB)와 협력해 최대 28.7% 효율의 기록하기도 했다. 탠덤 셀은 상부 셀과 하부 셀을 연결해, 상부 셀에서는 페로브스카이트가 자외선이나 가시광선 등 단파장의 빛을 흡수하고, 하부셀에서는 실리콘이 적외선 등 장파장의 빛을 흡수한다. 위아래 층에서 서로 다른 영역 대의 빛을 상호 보완적으로 흡수해 효율을 극대화하는 방식이다.

탠덤 셀의 이론 한계 효율은 44% 수준이며 실제 양산시 효율도 35%에 이를 것으로 예상된다. 재생에너지 학계에서는 기존 퍼크 및 탑콘 등 실리콘 기반의 셀의 발전 효율한계가 이론적으로 최대 29% 수준을 넘어서기 어렵다고 보고 있다.

한화솔루션 관계자는 "효율 0.1%P가 변동할 때마다 수익은 수백억 원씩 차이가 난다"며 "한화솔루션의 앞선 기술로 태양광 시장을 선도할 것"이라고 말했다.