휘발유 리터당 가격이 2,000원을 넘나들면서 주유소 가기가 겁날 정도가 되고 있다. 국제유가 배럴당 100달러 시대가 멀지 않았다는 우울한 전망도 나온다. 석유는 에너지원으로써, 또 산업생산을 위한 원료로써 인류 최고의 광물이다. ‘석유정점’에 대해 이야기해왔던 리처드 하인버그는 그의 저서 《미래에서 온 편지》를 통해 석유가 고갈될 때 그것은 인류문명의 정점을 의미할 것이라고 주장했다. 한 마디로 현대문명의 기초는 석유이며, 석유를 대체할 물질이 없기 때문에 ‘석유고갈=현대문명의 종말’을 의미한다는 얘기다.

인류는 지금 석유의 대안을 찾고 있다. 청정하면서도 부존량의 한계가 없는 꿈의 에너지 말이다. 신재생에너지(renewable energy)로서 주목하고 있는 대표적 에너지원이 태양광과 풍력이다. 정부도 2015년까지 총 40조 원을 투자해 세계 5대 신재생에너지 강국으로 도약하는 것을 목표로 내걸었다. 정책의 핵심은 태양광을 제2의 반도체, 풍력을 제2의 조선산업으로 육성하겠다는 것이다. 반도체 제조기반을 활용하여 태양광을, 세계적 경쟁력을 확보하고 있는 조선산업을 바탕으로 풍력을 키우겠다는 복안이다.

태양광발전

만약 지구상에 도달하는 태양에너지를 모두 이용할 수만 있다면 이론상 40분간의 태양에너지만으로 전 세계의 사용에너지 모두를 대체할 수 있다고 한다. 아직 활용되지 않는 엄청난 에너지의 보고가 태양인 셈이다. 태양발전은 태양의 빛을 이용하는 태양광발전과 열을 활용하는 태양열발전으로 구분되는데, 태양광발전이 대세다. 태양광발전은 광전효과, 즉 햇빛을 받으면 전기를 발생시키는 태양전지를 이용하여 전기를 얻는 방식이다. 광전효과(photovoltaic effect)는 1839년에 프랑스의 베크렐(Becquerel)에 의해 최초로 발견됐다.

태양광 발전의 핵심부품은 태양전지인데, 태양빛을 전기로 바꿔주는 반도체의 일종이다. 태양광발전은 전 세계적으로 매년 급신장세를 기록하고 있다. 1995년 이후 연평균 33% 이상 성장하고 있으며, 2008년 6.2GW(기가와트, 109W에 해당), 2010년 16.1GW에서 2020년에는 32.3GW로 성장이 예상된다. 태양광발전의 확대에 따라 예상되는 유망직업으로는 태양에너지시스템 엔지니어, 태양에너지시스템 설치관리자, 태양전지 설치기사 등이 있다. 우선 태양에너지시스템 엔지니어는 태양에너지를 효율적으로 활용하기 위해 개별부지의 지리적, 환경적 특성을 태양발전의 관점에서 공학적으로 분석한다. 에너지 효율성을 평가하여 사업성을 판단하고, 주거용ㆍ상업용ㆍ산업용 등의 프로젝트 진행업무를 주로 담당한다. 건물구조별 에너지 필요량, 해당지역의 기후, 태양에너지 관련 기술, 열역학 등에 관해 풍부한 지식을 갖춰야 한다. 이를 활용하여 기존건물 및 신규건물을 대상으로 태양에너지를 최대한 효율적으로 활용하기 위한 온수 및 냉난방, 조명, 전력 등 에너지시스템을 설계하고 디자인한다.

태양에너지시스템 설치관리자는 주거용 및 상업용으로 사용하기 위한 태양광 에너지시스템 설치 업무를 전체적으로 책임진다. 이를 위하여 실제 직무에서는 태양에너지시스템 설치와 관련된 현장 기능공들을 감독하고 관리하는 업무를 주로 수행한다. 관리자로서 태양에너지시스템 엔지니어가 설계, 디자인한 도면을 정확하게 해석하여 시공과정에서 철저히 준수해야 한다.

태양에너지 시스템의 설치과정에서 건축법규 등의 법령에 저촉되는 사항은 없는지 세심하게 계획하고 조율해야 한다. 설치작업이 안전규정에 적합하게 이루어지도록 설치기능공, 엔지니어, 하청업자 등을 감독

한다. 태양전지 설치기사는 태양전지 시스템을 도면에 따라 지붕 혹은 기타 구조물에 실제로 설치, 관리, 조립하는 일을 수행한다. 태양전지판 모듈을 구조물에 설치하기 위해 측정, 절단, 조립, 결합 등의 작업을 수행하고, 설치가 정확하게 이루어졌는지를 확인하기 위해 전류측정 등과 같은 간단한 전기 작업을 병행해야 한다.

풍력발전

신재생에너지로 각광받는 풍력은 풍차나 범선과 같이 인류가 오래전부터 이용해오던 에너지원이다. 풍력발전기는 바람 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 장치로서, 풍력발전기의 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산한다. 풍력발전기는 날개(블레이드), 증속기(변속장치), 발전기, 타워 등으로 구성되어 있다.

먼저 풍력발전의 원리를 살펴보자. 불어오는 바람은 날개(블레이드)를 회전시키게 된다. 마치 바람개비처럼 보이기도 하고 풍차의 날개와 같은 것이 날개이다. 날개는 바람에 의해 회전되어 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 장치이다. 날개에서 발생한 회전력으로 전기를 생산하기 위해서는 충분한 회전수로 높여서 발전기를 돌려야 한다. 날개의 낮은 회전수를 높여주는 변속기어 장치가 바로 증속기이다. 이제 발전기는 날개에서 발생한 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하게 된다.

풍력발전의 효율은 신재생에너지 중 가장 높다고 할 수 있다. 바람의 힘이 100이라면 날개에 닿아 변속기어에 전달되고 최종적으로 발전기를 돌려 전기로 변화되는 비율은 34에 달한다. 저렴한 발전단가도 풍력발전의 장점이다. 풍력의 KWh당 발전단가는 107원으로 원자력 38원, 무연탄 55원, 수력 84원에 비해 아직은 높지만 태양광 716원에 비해서는 월등한 경쟁력을 갖추고 있다. 신재생에너지 중에서는 그만큼 경쟁력이 있다는 뜻이다. 풍력발전 분야의 유망직업으로는 풍력에너지 엔지니어, 풍력에너지 프로젝트 매니저, 풍력발전기사 등이 있다.

우선 풍력에너지 엔지니어는 풍력발전시스템을 설계하고 설치된 시스템의 성능, 신뢰성, 시방서(설계도면에 나타낼 수 없는 부분을 문자로 남긴 것)와의 일치성 등을 판단하기 위하여 풍력발전시스템 및 구성요소의 작동을 분석하는 업무를 담당한다. 풍력터빈의 원활한 작동을 위해 제어 알고리즘, 전기시스템, 소프트웨어, 전기기계학적 및 전기수력학적 시스템을 개발한다. 기어박스, 날개, 발전기, 주파수변환기, 지상변압기 등 풍력발전시스템 구성요소, 부품 등에 대한 사양을 개발한다. 이를 바탕으로 기계적 주변장치, 전기적 주변장치, 발전기 등으로 구성된 하나의 풍력발전 시스템을 완성한다. 풍력발전 시스템에 대한 테스트, 시운전(commissioning) 등을 통해 시스템의 이상유무를 확인하여 정상적으로 작동되도록 조정한다. 아울러 원격감시 제어시스템(supervisory control and data acquisition system) 등이 시방서와 일치하는지 확인한다.

풍력에너지 프로젝트 관리자는 풍력에너지 사업 추진과 관련하여 제안된 사업추진안의 타당성을 평가해주고 개발안을 구체화하는 등 사업추진 전반을 선도하고 관리해주는 업무를 담당한다. 풍력 프로젝트 추진을 위해 설계, 부지평가, 환경분석, 서베이, 현장지원 등 업무의 영역을 구체화하고, 프로젝트 비용이 예산한도를 초과하지 않도록 관리한다.

개념도와 배치도 등을 포함하여 프로젝트 문서를 작성하고, 설계, 건축, 시운전 등 전반에 대한 기술적 지원을 제공한다. 주로 독립된 사무실을 갖추고 활동하는 경우가 많다. 이를 위해서는 생태적 관점에서의 환경분석, 건축허가, 제안서 등을 수행해야 하며, 필요한 경우에는 건설과정까지 관리하는 업무를 수행한다.

풍력발전기사는 풍력터빈을 검사, 진단, 조정, 수리하는 일을 담당한다. 풍력발전시설이 원활하게 작동하도록 유지ㆍ보수하여 전기적, 기계적, 유압관련 오작동이 발생하지 않도록 하고, 문제발생시 이를 해결한다.