기호 및 약어 설명

B : 연간 전기요금 절감액[원/년]

C : 비용[원]

Cd : 거리시설부담금 단가[원/m]

D : 연간 점유일수[일/년]

d : 배전선로 인입거리[m]

E : 전력량[kWh/년]

e : 점유일당 부하 원단위[kWh/일]

EF : 전력배출계수[tCO₂eq/MWh]

GHG : 온실가스 감축량[tCO₂eq/년]

H : 일평균 발전시간[h/일]

i : 할인율[-]

N : 보급 시설 수[호]

n : 분석기간(존치기간) [년]

P : 태양광 설비용량[kW]

PBP : 단순 회수기간[년]

PVF : 연금현가계수[-]

R(EL) : 주택용(저압) 요금표에 따른 연간 전기요금 함수[원/년]

S : 설치비 보조금[원]

그리스 기호 설명

η : 시스템 보정계수(독립형은 ESS 왕복효율 적용)

하첨자 설명

0 : 초기(기본거리) 값

base : 상시부하

bat : 배터리 교체

c, h : 냉방·난방

grid, off : 계통 인입형·독립형

L, PV : 부하·태양광 발전

1. 서 론

도시민의 주말·체험영농과 농촌 생활인구 확산에 대한 수요가 지속적으로 증가하는 가운데, 정부는 2024년 농촌체류형 쉼터 도입 방안을 발표하고 2025년 1월 농지법 시행령·시행규칙 개정을 통해 농지전용 절차 없이 연면적 33 m² 이하의 가설건축물 형태로 임시숙소 활용이 가능한 농촌체류형 쉼터 제도를 시행하였다¹⁾. 아울러 기존 농막 중 쉼터의 입지·시설 기준을 충족하는 경우 시행일로부터 3년 이내에 쉼터로 전환할 수 있도록 함에 따라²⁾, 단기간에 상당한 물량의 체류형 시설이 농촌 지역에 공급될 것으로 전망된다.

이러한 시설군에 재생에너지 기반 전원이 필요한 이유는 보급의 규모와 속도, 그리고 부하 특성의 측면에서 정량적으로 확인된다. 쉼터 누적 접수 건수는 제도 시행 직후인 2025년 3월 약 1천 건에서 같은 해 10월 약 1만 1천 건으로 7개월 만에 11배로 확대되었고³⁾, 감사원이 20개 지방자치단체만을 대상으로 조사한 농막이 33,140개소에 이르며 그 중 52%가 숙박 등 불법 이용 시설로 확인된 점⁴⁾을 고려하면 쉼터전환이 허용된 기존 농막재고 전체가 잠재모수로 더해진다. 2024년 주택용 계약고객당 환산 전력판매량 약 5,441 kWh⁵⁾에 접수분 1만 1천 개소만으로도 잠재 전력수요는 연간 약 59.8 GWh, 온실가스 배출량은 약 25.0 천tCO₂eq 규모로 누적될 수 있다. 부하 특성 면에서는 2024년 냉방도일이 전년 대비 82.3% 증가하고 8·9월 주택용 전력판매량이 전년 동월 대비 각각 10.3%와 20.0% 증가한 데서 보듯⁶⁾, 하계 주말·휴가철에 집중되는 쉼터의 냉방부하는 농촌 말단 배전망의 피크와 중첩되며, 계통 인입 일변도의 공급 확대는 이 부담을 가중시킨다. 현지에서 발전하여 자가소비하는 재생에너지 공급은 이러한 신규 수요와 피크 기여를 원천에서 상쇄하는 수단이 된다. 특히 건축물의 에너지 공급 방식과 성능은 형성 시점에 고착되는 특성을 가지므로, 제도 도입 초기에 정착되는 공급 방식은 최장 12년의 존치기간 동안, 그리고 조례에 따른 연장 시 그 이상 유지된다. 국가가 신축 건축물에 제로에너지건축물 인증을 단계적으로 의무화하는 동안, 주거형 에너지 서비스를 제공하는 신규 시설군이 탄소 배출을 수반하는 계통전력에 전적으로 의존하는 형태로 형성되는 것은 건물부문 탄소중립 정책의 정합성 측면에서도 바람직하지 않다. 따라서 계통 인입이 관행화되기 전인 현 시점이 재생에너지 기반의 저탄소 전원 공급 방식을 제도적으로 설계할 수 있는 적절한 시기이다.

이들 시설에서 전력 공급은 부가적 편의가 아니라 시설 성립의 전제 조건이다. 쉼터는 취사·냉난방·급수펌프·조명 등 생활설비를 갖춘 임시숙소로 정의되며, 정부 역시 제도 발표 브리핑에서 농막·쉼터가 실제 이용되기 위해서는 전기·수도의 연결이 전제됨을 확인한 바 있다¹⁾. 문제는 기존 공급 경로인 계통 인입이 이 시설군에서 3개의 장벽에 부딪힌다는 점이다. 비용 측면에서 농지는 배전망의 말단에 위치하는 경우가 많아 기본거리 200 m를 초과하는 인입에는 1 m당 수만원의 거리시설부담금이 가산되며⁷⁾, 원격 필지의 인입 비용은 수백만원에 달해 시설 본체 비용에 육박할 수 있다. 물리·절차 측면에서 정부의 전기 공급 구상은 “쉼터 인근의 전신주에서” 연결이 가능하다는 전제 위에 서 있어¹⁾, 인근에 배전설비가 없는 필지는 사실상 공급 사각에 놓인다. 제도 측면에서는 계통 전기의 상시 인입과 상수도 연결을 갖춘 시설이 주거시설로 전환된 것으로 해석될 소지가 지자체별로 존재하여, 합법적 이용자조차 계통 인입을 주저하게 만드는 위축 효과가 발생한다.

이러한 조건에서 지붕형 태양광은 이 시설군과 구조적 정합성을 갖는 대안이 된다. 주말·주간 중심의 이용 패턴은 태양광의 발전 시간대와 겹치고, 소규모 부하는 지붕 면적 내 설비만으로 충당이 가능하며, 간헐적 점유는 상계거래의 잉여전력 이월 구조⁸⁾나 소용량 ESS 운용과 부합한다. 실무에서도 태양광 기반 독립 전원을 허용하는 지자체가 상당수 존재하여 이미 대안 전원으로 활용되고 있으며, 제도 발표 직후부터 전기 공급 방식과 지자체별 허용 편차에 대한 질의가 공식 석상에서 제기되어 온 점¹⁾은 수요가 제도에 선행하고 있음을 보여준다. 따라서 본 연구의 문제의식은 태양광이 일반적으로 우수하다는 데 있지 않고, 이 시설군에서는 태양광이 구조적으로 합리적인 대안임에도 이를 뒷받침할 제도가 부재하다는 데 있다.

농지와 태양광의 결합에 관한 국내 연구는 대부분 영농형 태양광, 즉 농지 위 발전사업의 관점에서 수행되어 왔다. Kim et al.⁹⁾는 모듈높이·경사각·차광률 등 시스템 구성에 따른 하부 농지 일사량을 전산모사로 정량화하였고, Cho et al.¹⁰⁾는 독립지주형 영농병행 태양광의 실증 데이터에 기반하여 발전 수익과 작물 수익을 통합한 경제성을 분석하였다. 한편 소규모 독립형 시스템 연구로는 Joo et al.¹¹⁾가 계통 전원사용이 어려운 장소에 설치 가능한 태양광-에너지저장장치(ESS) 기반의 이동식 스마트 쉼터를 개발하여 계통 전원 없이 장시간 운영이 가능함을 실증한 바 있으며, 산업계에서도 태양광 에너지만으로 냉난방을 가동하는 이동식 쉼터가 건설 현장에 도입된 사례가 보고되었다¹²⁾. 그러나 전자는 발전사업으로서의 농지 활용을, 후자는 공공 편의시설을 대상으로 하며, 2025년 신설된 농촌체류형 쉼터 및 생활설비형 농막이라는 제도적 시설군을 대상으로 법·제도, 경제성, 환경성을 통합적으로 검토한 연구는 확인되지 않는다. 특히 존치기간과 보조 대상 적격이라는 제도 변수를 경제성 모형에 직접 내재화하여 제도에 대한 타당성을 분석한 사례는 없다.

이에 본 연구는 (1) 농지법·건축법·전기사업 관련 규정을 교차 분석하여 가설건축물 태양광 설치의 제도 공백을 규명하고, (2) 표준 쉼터 부하모델과 이용률 시나리오에 기반한 기술·경제성 분석으로 그 공백의 실질적 영향을 정량화하며, (3) 온실가스 감축 잠재량을 산정한 후, (4) 이를 종합하여 이용 유형별로 차별화된 제도 개선 방안과 기대 편익을 제시하는 것을 목적으로 한다.

2. 관련 제도 및 법규 분석

2.1 농촌체류형 쉼터와 농막의 제도적 지위

농막은 건축법 제 20조 제 3항에 따른 가설건축물 축조신고로 설치되는 연면적 20 m² 이하의 시설로서 농작업 중 일시 휴식을 목적으로 하며 숙박이 허용되지 않는다¹³⁾. 반면 농촌체류형 쉼터는 2025년 1월 시행된 농지법 시행규칙 개정을 통해 신설된 제도로, 연면적 33 m² 이하의 가설건축물을 농지전용 절차 없이 농지이용행위로 설치하고 임시숙소로 활용할 수 있도록 하였다¹⁴⁾. 데크·오수처리시설·주차장은 연면적과 별도로 산정되고, 설치 농지는 쉼터와 부속시설 합산 면적의 두 배 이상이어야 하며, 존치기간은 3년 단위 연장으로 최장 12년이되 지자체 건축조례에 따라 추가 연장이 가능하다²⁾. 두 제도의 비교는 Table 1과 같다.

2.2 전기 공급 관련 규정의 해석

가설건축물의 일반 요건인 “전기·수도·가스 등 새로운 간선공급설비의 설치를 필요로 하지 아니할 것”¹³⁾에 대하여, 농림축산식품부 운영 지침은 이를 지역 단위의 전신주·배관 등을 새로이 설치하는 경우로 한정하고 사용자에게 직접 공급하는 지선설비는 제외되는 것으로 해석하고 있다²⁾. 이에 따라 개별 수용가 단위의 전기 인입은 가능하며, 실무적으로는 2012년 규제개선 이후 농막에 대한 전기·수도·가스 설치가 허용되어 왔다. 다만 가설건축물 축조신고에는 의제처리 조항이 없어 전기·상하수도 설비는 설치자가 별도로 해당 기관에 신청하여야 하고, 이때 한국전력공사 기본공급약관에 따른 표준시설부담금, 즉 기본시설부담금과 기본거리 200 m 초과 시의 거리시설부담금이 발생한다⁷⁾. 한편 계통 전기의 상시 인입과 상수도 연결을 통한 욕실·주방 구비가 주거시설로의 전환으로 해석될 수 있다는 실무상 우려가 존재하며, 태양광 기반 독립 전원의 허용 여부에 대한 해석은 지자체별로 상이한 것으로 파악된다.

2.3 태양광 설치 관련 법·제도 공백

농지 지상에 설치되는 태양광 발전설비는 농지전용 대상으로서 농업진흥지역 내에서는 원칙적으로 제한되나, 시설물 옥상에 대한 설치는 이와 별개의 경로로 다루어진다. 농림축산식품부의 농지민원 사례집 역시 농업진흥구역 내 축사·농업인 주택 등의 옥상 태양광 설치 가능 여부를 별도 질의 항목으로 다루고 있어, 옥상형 설치가 지상형과 구분되는 회색지대에 있음을 보여준다¹⁵⁾. 건축법 체계에서도 높이 5 m를 넘지 않는 태양광 발전설비는 공작물 축조신고 대상에 해당하지 않는다는 법제처 유권해석이 존재한다¹⁶⁾. 다만 이 해석은 공작물 축조신고 대상의 범위에 관한 절차적 판단으로서, 가설건축물의 지붕에 대한 설치의 허용 여부나 존치기간 중 부속설비로서의 지위를 직접 판단한 것은 아니다. 따라서 이로부터 도출되는 것은 지붕형 소형 설비에 별도의 공작물 신고 부담이 발생하지 않는다는 점에 한정되며, 설치 자체의 적법성은 여전히 규정되어 있지 않다. 가설건축물의 지붕에 대한 태양광 설치를 명시적으로 허용하거나 금지하는 규정은 법령에 존재하지 않으며, 관련 해석의 적용 범위가 이처럼 제한적이라는 사실 자체가 이 영역이 무규정 상태에 있음을 뒷받침한다. 또한, 계통연계 측면에서는 태양광의 저압 연계 상계거래가 「소규모 신·재생에너지 발전전력 등의 거래에 관한 지침」⁸⁾과 한국전력공사의 분산형전원연계절차¹⁷⁾에 따라 가능하나, 계약 주체가 통상 건축물 소유자를 전제하므로 가설건축물 소유자의 계약 적격이 불명확하다. 보급지원 측면에서도 신재생에너지보급지원(주택지원)사업은 지원 대상을 건축법상 주택으로 한정하고 있어¹⁸⁾, 건축물대장이 없는 가설건축물은 사실상 배제된다. 이상의 검토 결과를 Table 2에 정리하였다.

3. 태양광 설치 타당성 분석

3.1 표준 부하모델 및 이용률 시나리오

분석 대상은 연면적 33 m²의 표준 쉼터로 설정하고, 상시부하(소형 냉장고, 대기·통신전력)와 점유일 부하(조명, TV·소형가전, 취사, 급수펌프)로 구분하여 기기별 상향식 부하모델을 구성하였다. 각 항목의 원단위는 국내 시판 기기의 에너지소비효율등급 표시 소비전력량과 정격소비전력에 표준 사용시간을 곱하여 산정하였으며, 냉방(하절기 3개월)과 보조난방(동절기 3개월)은 점유일에 한하여 가산하였으며, 연간 전력소비량은 식(1)과 같이 산정된다. 냉방·난방 가산부하는 하절기와 동절기 각 3개월에 해당하는 점유일에만 적용하였다.

여기서 EL은 연간 전력소비량(kWh/년), EBASE는 월별 상시부하(kWh/월), D는 연간 점유일수(일), ed는 점유일 기본부하(kWh/일), Dc와 Dh는 각각 하절기와 동절기 각 3개월에 해당하는 점유일수, ec와 eh는 냉·난방 가산부하(kWh/일)이다. 상시부하의 설정 근거는 다음과 같다. 냉장고는 부재 기간에도 식재료 보관을 위해 상시 가동되는 유일한 대용량 기기로서, 33 m² 시설 규모에 부합하는 200 L급 소형 제품 사용을 가정하고 에너지소비효율등급 라벨에 표시되는 월간소비전력량(15 ~ 25 kWh 범위)의 상단부인 22 kWh/월을 적용하여 문 개폐와 하절기 주위온도 상승에 따른 여유를 반영하였다. 대기·통신 부하(5 W 상시)는 운영 지침상 설치가 요구되는 단독경보형 화재감지기²⁾와 통신공유기 등 미소 대기전력의 합산값이다.

점유일 기본부하는 체류일의 재실이 주간 농작업과 야간 취침을 제외한 저녁 시간대(일몰 후 약 5시간)에 집중된다는 이용 구조에서 출발한다. 조명은 방·주방·욕실·외부등을 포괄하는LED 10 W (6 등)의 저녁 점등 5시간으로 0.3 kWh/일을, TV·소형가전은 43인치 급 TV(약 100 W)와 휴대기기 충전 등 소형기기(약 50 W)의 동시 사용 4시간으로 0.6 kWh/일을 산정하였다. 취사는 가설건축물의 화기 관리 부담을 고려하여 전기 취사를 전제로, 인덕션(1.8 kW)의 1 ~ 2식 조리 합계 약 0.5시간(0.9 kWh)과 전기밥솥의 취사·단시간 보온(약 0.6 kWh)을 합한 1.5 kWh/일로 설정하였다. 급수펌프는 상수도 미연결 필지의 지하수·저수조 가압을 위한 가정용 0.75 kW급을 상정하고, 체류일의 세면·설거지·화장실 급수량을 환산한 가동시간 0.5시간을 적용하였다.

냉난방 부하의 가정은 다음과 같다. 냉방은 33 m² 단일 공간에 통상 적용되는 벽걸이형 에어컨 1대(정격 0.9 kW)를 상정하고, 하계 체류일의 저녁 재실과 취침 초반을 포괄하는 6시간 가동에 부하율 0.7을 곱하여 3.8 kWh/일을 산정하였다. 여기서 부하율은 정격 소비전력 대비 실제 평균 소비의 비율로서, 인버터 기기가 설정온도 도달 이후 부분부하로 운전되는 특성을 반영한 값이다. 난방은 쉼터의 난방이 별도 보일러 없이 전기패널 등 보조난방 기기로 이루어지는 경우를 상정하여, 정격 1.0 kW 기기의 저녁 ~ 취침 8시간 가동에 간헐 운전을 반영한 부하율 0.6을 적용해 4.8 kWh/일로 설정하였다. 이는 전기 주난방의 상시 운전이 아닌 보조난방 가정으로서 하한 측에 가까운 보수적 설정이며, 이를 상회하는 이용 행태의 영향은 본 절 말미의 민감도 분석으로 포괄한다.

이용률 시나리오는 제도의 이용 스펙트럼을 포괄하도록 세 수준으로 설정하였다. S1 (연 91일, 이용률 25%)은 연간 주말 일수(약 104일)에서 우천·혹한 등으로 인한 미방문일을 제외한 주말·명절 중심 이용으로서, 주말·체험영농이라는 제도의 기본 취지¹⁾에 대응하는 기준 시나리오이다. S3 (연 365일, 100%)은 임시숙소라는 용도 한계 내에서 상정 가능한 이용 상한으로서 수요·편익이 최대가 되는 경계 조건을 제공하며, S2 (연 182일, 50%)는 양자의 중간인 반상주 이용을 대표한다. 즉 세 시나리오는 특정 이용 행태의 예측이 아니라, 결과의 상·하한과 중간값을 규정하는 민감도 구간으로 기능한다. 이상의 기기별 가정을 정리하면 Table 3과 같다.

산정 결과 연간 전력소비량은 S1 757 kWh, S2 1,207 kWh, S3 2,111 kWh로 월평균 63 ~ 176 kWh로 나타났다. 이는 상시 이용(S3) 시 주택용 계약고객 연평균 판매량(5,441 kWh)의 약 39%에 이르는 수준으로, 소형 시설이라도 이용 강도에 따라 그 전력 수요가 결코 무시할 수 없는 규모임을 시사한다. 다만 본 부하모델은 실측이 아닌 기기 정격과 표준 사용시간에 기반한 상향식 추정이다. 특히 가설건축물은 건축물의 에너지절약설계기준의 적용 대상이 아니어서 외피 단열 성능이 취약하고, 농촌 지역 혹한기의 낮은 외기온을 고려하면 실제 난방부하는 본 연구의 가정을 상회할 개연성이 있다. 본 연구는 개별 시설의 정밀한 성능 예측이 아니라 제도적 타당성 판단을 목적으로 하므로 이러한 불확실성을 3.3절의 부하 원단위 ±30% 민감도 분석으로 포괄하되, 부하 증가가 요금 절감액을 키워 회수기간을 단축시킨다는 점에서 본 연구의 가정이 결론에 대하여 보수적 방향으로 작용함을 밝혀 둔다. 실측 데이터에 기반한 부하 검증은 후속 과제로 남긴다.

3.2 재생에너지원 검토 및 태양광 시스템 설계

시스템 설계에 앞서, 이 시설군에 적용 가능한 재생에너지원을 자원 조건과 시설의 제도적 특성, 즉 소형 가설건축물이라는 점, 한시적 존치기간, 무인·간헐 점유, 농지 위 입지에 비추어 Table 4와 같이 검토하였다. 지열은 천공·매설 공사가 농지 굴착을 수반하여 농지이용행위의 범위를 넘어설 소지가 있고, 초기 투자가 크며 철거 시 지중 설비의 회수가 불가하여 한시 시설과 부정합하다. 소형 풍력은 농촌 평지의 낮은 풍속으로 이용률 확보가 어렵고, 타워 구조물의 하중·소음·경관 문제와 상시 유지관리 부담이 무인 시설과 상충한다. 태양열은 급탕에 기여할 수 있으나 쉼터의 부하가 조명·취사·냉방 등 전력 중심이어서 기여 범위가 제한적이고, 무인 기간의 과열·동파 관리가 필요하다는 한계가 있다. 반면 태양광은 지붕면 설치로 추가적인 농지 점유가 없고, kW급 모듈화로 33 m² 지붕 규모에 정합하며, 가동부가 없어 무인·간헐 점유 하에서 유지관리 부담이 최소이고, 발전 시간대가 주간 중심의 이용 패턴과 일치하며, 존치기간 종료 시 모듈의 이설·재사용이 가능하고, 상계거래와 보급사업 등 제도 인프라가 이미 성숙해 있다¹⁸⁾. 나아가 쉼터 시장이 공장제작·조립식 제품 중심으로 형성되고 있음을 고려하면 제조 단계에서 지붕 일체형으로 통합하기 용이하다는 점도 태양광의 고유한 이점이다. 이에 본 연구는 태양광을 분석 대상 에너지원으로 선정하였다.

33 m² 단층 시설의 남향 지붕면 중 이용 가능 면적을 약 16 m²로 보면 상용 단결정 모듈 효율 21% 기준 3 kW 내외의 설치로 가능하여 분석 시 상정하였다. 이는 주택지원사업의 표준 지원 규모(3 kW급)와도 부합한다¹⁸⁾. 이에 계통연계형 3 kW와, 계통 인입이 곤란한 원격 농지의 간헐 이용을 상정한 독립형 1.5 kW + ESS 6 kWh의 두 가지 대안을 설정하였으며, 연간 발전량은 식(2)로 산정한다.

여기서 EPV는 연간 발전량(kWh/년), P는 태양광 설비용량(kW), H는 일평균 발전시간(h/일) 이며, 시스템 보정계수 η는 계통연계형에 1.0을, 독립형에는 ESS 왕복효율 0.9를 적용한다. 발전시간은 국내 태양광 설비의 평균 이용률이 약 15% 수준, 즉 일평균 발전시간 약 3.63 h로 집계되는 점¹⁹⁾을 반영하여 월별 일평균 발전시간(연평균 3.63 h/일)을 적용하였으며, 이때 3 kW 시스템의 연간 발전량은 약 3,977 kWh로 전 시나리오의 연간 소비량을 상회한다.

독립형 대안은 ESS 왕복효율(90%)을 반영할 때 연간 약 1,790 kWh의 가용 전력을 공급하여 연간 총량 기준으로 S1·S2 수요를 상회하나, 상시 이용(S3, 2,111 kWh)은 충당되지 않으므로 이하의 독립형 검토는 S1·S2에 한정한다. Fig. 1은 시나리오별 월별 전력소비량과 발전량을 비교한 것으로, 동절기 난방부하 집중 시기에 발전량이 최소가 되는 계절 불일치가 존재하나 계통연계형에서는 상계거래의 잉여전력 이월⁸⁾을 통해 연간 단위에서 완충이 가능함을 보여준다. 다만 독립형에 대한 본 검토는 연간 총량 기준이므로, 동절기 점유일의 순시 공급 가능성은 일별·시간별 수급 해석을 필요로 하며 이는 본 연구의 범위를 벗어난다.

Fig. 1

Monthly electricity consumption by scenario and PV generation

3.3 경제성 분석

경제성 분석의 전제는 모두 공표 자료에 근거하였다. 전기요금은 한국전력공사 기본공급약관 별표1의 주택용(저압) 요금표를 적용하여 월별 사용량에 누진 구간별 기본요금(910/1,600/7,300원)과 전력량요금(120.0/214.6/307.3원/kWh), 기후환경요금(9원/kWh) 및 연료비조정액(5원/kWh)을 반영하고 부가가치세(10%)와 전력산업기반기금(3.2%)을 가산하여 산정하였다7). 하계(7 ~ 8월)의 누진 구간 완화(300/450 kWh)도 반영하였다. 설치비는 2025년도 주택지원사업의 3 kW 기준 총설치비 493만원을 적용하고, 보조 수준은 동 사업의 국비 보조(약 190만원) 및 지자체 추가 보조를 포함한 국비 + 지방비 보조(약 300만원, 자부담 193만원)의 두 단계로 설정하였다^18,20). 독립형(1.5 kW + 6 kWh)은 시장가 기준 700만원에 10년차 배터리 교체(250만원)를 반영하였다. 할인율은 공공부문 예비타당성조사에서 통용되는 사회적 할인율 4.5%를 준용하였고²¹⁾, 분석기간은 기본 존치기간인 12년으로 하였으며, 상계거래를 통해 연간 전기요금이 전액 절감되되 잉여 초과분은 무보상 소멸하는 가정을 두었다. 전자는 전량 상계 시에도 부과되는 최저요금을 반영하지 않아 편익을 과대평가하는 반면, 후자는 실제 상계거래에서 잉여전력이 이월되어 이후 사용량과 상계되는 점을 반영하지 않아 편익을 과소평가하므로, 두 가정의 효과는 상당 부분 상쇄된다. 최저요금 잔존분을 반영하여 재산정할 경우 회수기간은 최대 5.5년 증가하나 존치기간 12년을 기준으로 한 성립·불성립 판정은 전 시나리오와 보조 수준에서 동일하게 유지된다. 이때 연간 전기요금 절감액과 단순 회수기간은 각각 식(3)과 식(4)로 산정된다.

여기서 B는 연간 전기요금 절감액(원/년), R(EL)은 주택용(저압) 요금표에 따라 월별 사용량으로부터 연간 요금을 산정하는 함수, Cpv는 태양광 설치비(원), S는 설치비 보조금(원), PBP는 단순 회수기간(년)이다. 분석 결과 연간 전기요금은 S1 약 12.7만원, S2 약 19.5만원, S3 약 35.6만원으로 산정되었고, 이에 따른 계통연계형의 단순 회수기간은 무보조 시 각각 38.7년, 25.2년, 13.9년으로 전 시나리오에서 존치기간 12년을 초과하였다. 즉 현행 비용 구조에서 자발적 보급을 기대하기 어렵다. 국비 보조 적용 시 회수기간은 S3에서 8.5년으로 단축되어 존치기간 내 회수가 가능해지나 S2 (15.5년)와 S1 (23.8년)은 여전히 초과하며, 국비 + 지방비 보조를 병행하면 S2까지 9.9년으로 회수 범위에 진입하고 S1 (15.2년)만 남는다(Fig. 2(a)). 요컨대 보조 수준에 따라 경제성 성립 범위가 상시 이용(국비), 반상주(국비 + 지방비)로 단계적으로 확장되며, 주말 이용층은 어떠한 보조 수준에서도 요금 절감만으로는 회수가 불가하다. 이는 보조 제도 편입이 상시·반상주 이용층의 보급을 견인할 수 있는 유효한 수단인 동시에, 저이용 시설에 대해서는 경제성 외 편익에 근거한 별도의 정책 논리가 필요함을 정량적으로 보여준다.

Fig. 2

(a) Simple payback period vs. retention period, (b) 12-year cumulative cost by grid-extension distance

독립형 대안은 배전선로 인입 비용과의 비교에서 의미를 갖는다. 인입 초기비용은 기본공급약관의 저압 기본시설부담금(계약전력 5 kW까지 공급 277,000원)에 수용가 내선·계량 공사비를 더한 약 100만원으로 두고, 기본거리 200 m 초과분에 대하여 약관 별표 4의 거리시설부담금 체계를 준용해 1 m당 5.0만원의 거리 가산을 적용하였다⁷⁾. 계통 인입형과 독립형의 존치기간(n = 12년) 누적비용은 각각 식(5)와 식(7)로 산정되며, 연금현가계수는 식(6)과 같다.

여기서 LCCgrid와 LCCoff는 각각 계통 인입형과 독립형의 존치기간 누적비용(원), Co는 정액 초기 인입비(기본시설부담금과 수용가 공사비, 약 100만원), Cd는 거리시설부담금 단가(50,000원/m), d는 배전선로 인입거리(m), do는 기본거리(200 m), i는 할인율(4.5%), n은 분석기간(12년), Coff는 독립형 초기설치비(700만원), Cbat는 10년차 배터리 교체비(250만원)이다.

손익분기 인입거리(d*)는 식(5)와 식(7)이 같아지는 지점으로, 독립형의 적용 범위인 간헐 이용을 기준으로 비교한 결과 S2 약 320 m, S1 약 330 m로 산정된다(Fig. 2(b)). 즉 배전선로에서 약 330 m 이상 이격된 원격 농지에서는 보조금 없이도 현행 비용 구조에서 독립형 태양광이 경제적으로 합리적인 선택이 된다. 끝으로 부하모델 가정의 불확실성이 이상의 결과에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 점유일 부하 원단위(기본·냉방·난방)를 ±30% 변동시킨 민감도를 검토하였다. 이 범위에서 무보조 회수기간은 S1 33.4 ~ 46.2년, S2 20.9 ~ 31.9년으로 존치기간 12년 초과가 유지되었고, S3는 10.6 ~ 19.7년의 범위를 보였다. 즉 간헐 이용층의 무보조 회수 불가와 보조 시 성립, 원격지 독립형 우위라는 본 절 결과의 구조는 부하 가정의 합리적 변동 범위 내에서 강건하며, S3의 하한(10.6년)은 부하가 커질 경우 상시 이용층에서는 무보조 경제성도 성립할 수 있음을 시사한다.

3.4 환경성 분석

온실가스 감축효과는 국가 온실가스 통계 관리위원회가 확정·공표한 2023년도 전력배출계수 0.4173 tCO₂eq/MWh²²⁾를 적용하여 식(8)과 같이 산정하였다.

여기서, GHG는 연간 온실가스 감축량(tCO₂eq/년), N은 보급 시설 수(호), EF는 전력배출계수(0.4173 tCO₂eq/MWh)이다. 계통연계형 3 kW의 연간 발전량 3,977 kWh가 자가소비 및 역송을 통해 계통 전력을 대체한다고 보면 호당 연간 약 1.66 tCO₂eq의 배출이 회피된다. 다만 이 값은 잉여전력이 상계거래를 통해 역송·활용된다는 전제 위에서 산정된 잠재 감축량이며, 자가소비에 의한 실효 감축량과의 구분은 시간별 발전 및 부하 대응과 저장설비 운용을 함께 고려하여야 하므로 후속 과제로 남긴다. 보급 규모를 5만 호와 10만 호로 상정하면 연간 감축량은 각각 약 83 ktCO₂eq와 166 ktCO₂eq에 이르며, 이는 개별 시설의 소규모성에도 불구하고 전국 단위 합산 시 유의미한 감축 수단이 될 수 있음을 보여준다. 특히 3.3절에서 확인한 바와 같이 경제성만으로는 보급이 성립하지 않는 저이용 시설의 경우, 이러한 감축 편익이 공적 지원을 정당화하는 근거가 된다.

3.5 소결: 분석 결과의 종합

이상의 분석은 하나의 결론으로 수렴한다. 기술적 타당성은 계통연계형에서 성립한다. 3 kW 지붕형 시스템은 가용 지붕면적 내에서 전 시나리오의 수요를 충당하며, 독립형 역시 원격지의 간헐 이용에 대해서는 연간 총량 기준으로 수요를 감당하고 유사 시설에서의 실증 사례도 축적되어 있다. 그러나 경제적 타당성은 시설 자체의 문제가 아니라 제도가 부과한 조건, 즉 12년의 존치기간과 보조 제도로부터의 배제에 의해 기각된다. 동일한 설비가 건축물대장상 주택에 설치되면 보조를 받아 존치 제한 없이 운영되는 반면, 쉼터에 설치되면 무보조 상태에서 12년 내 회수를 요구받는 것이다. 요컨대 본 시설군에서 태양광 타당성의 병목은 일사 자원이나 기술이 아니라 제도이다.

아울러 분석 결과는 단일 정책이 아닌 유형별 접근이 필요함을 보여준다. 첫째, 상시·반상주 이용 시설(S2 ~ S3)은 주택지원사업 수준의 보조 편입만으로 존치기간 내 회수가 성립하므로 보조 대상 확대가 직접적 해법이 된다. 둘째, 배전선로에서 약 330 m 이상 이격된 원격 시설은 보조 없이도 독립형이 경제적 우위에 있으므로, 필요한 것은 재정이 아니라 설치·계약의 법적 명확화이다. 셋째, 근거리·저이용 시설(S1)은 어떤 보조 수준에서도 요금 절감만으로 회수가 불가하므로, 보급을 도모한다면 온실가스 감축(호당 1.66 tCO₂eq/년)과 배전망 인입 수요 억제라는 외부 편익에 근거한 정책 판단이 요구되며, 최소한 설치를 원하는 수요자에 대한 제도적 장애는 제거되어야 한다. 이 유형화가 4장에서 제시하는 제도 개선 방안의 설계 원리이다.

4. 고찰: 제도 개선 방안과 기대 편익

4.1 기술·제도 준거 사례

태양광-ESS 기반의 계통 독립형 소형 시설은 기술적으로 이미 검증 단계에 있다. Joo et al.¹¹⁾는 IoT 기반 에너지 운영을 결합한 계통 독립형 이동식 쉼터가 계통 전원 없이 장시간 운영 가능함을 보였고, 건설업계에서는 태양광만으로 냉난방을 가동하는 이동식 쉼터의 현장 도입 사례가 보고되었다¹²⁾. 영농형 태양광의 실증 연구¹⁰⁾역시 농업 활동과 발전의 병행이 경제적으로 성립할 수 있음을 보여 왔다. 제도적 준거로는 주택지원사업이 이미 국비·지방비 매칭형 보조와 참여기업 관리, 설치확인 절차를 갖춘 성숙한 집행 체계를 운영하고 있어¹⁸⁾, 신규 제도를 창설하지 않고도 지원 대상의 확장만으로 본 시설군을 수용할 수 있는 기반이 존재한다. 즉 남은 과제는 기술이나 집행 역량이 아니라 제도의 적용 범위이다.

4.2 유형별 제도 개선 방안

3.5절의 유형화에 따라 개선 과제를 소관과 개정 수단, 시행 시기별로 구체화하면 Table 5와 같다. 첫째, 설치 근거의 명문화이다. 농림축산식품부는 「농촌체류형 쉼터·농막 운영 지침」에 시설 지붕면에 설치하는 태양광 설비를 농지 이용에 지장이 없는 부속설비로 본다는 점과, 축조신고 시 설비 개요를 병기하도록 하는 절차를 명시할 필요가 있다. 높이 5 m 이하 태양광 설비는 공작물 축조신고 대상이 아니라는 법제처 해석16)에 따라 별도의 공작물 신고 부담이 발생하지 않으므로, 설치 근거의 명문화는 법령 개정 없이 지침 개정만으로 가능한 과제이다. 다만 이 해석이 설치의 적법성 자체를 판단한 것은 아니므로, 지침에 부속설비로서의 지위를 명시하는 절차가 별도로 요구된다. 이때 설치 범위를 지붕면으로 한정하고 농지 지상 설치에는 기존 농지전용 절차를 유지함을 함께 명시하면 농지 잠식 우려를 구조적으로 차단할 수 있다. 다만 지붕 태양광은 모듈 자중에 더하여 풍하중과 적설하중을 경량 구조체에 전달하므로, 축조신고 시 모듈 정착부와 지붕 구조체의 풍·적설하중을 확인하는 간이 체크리스트를 첨부하도록 권고할 필요가 있다. 이는 설치 허용의 전제로서 부속설비 인정과 동일한 지침 개정 절차로 함께 시행할 수 있다. 둘째, 보조 제도의 편입이다. 주택지원사업 공고는 매년 갱신되므로, 지원 대상에 농지대장에 등재된 농촌체류형 쉼터를 포함하는 특례는 법률 개정 없이 차년도 사업공고 개정으로 시행할 수 있다18). 다만 재정 규율을 위해 용량 상한(3 kW), 존치기간 확인서 제출, 상계거래 계약 체결 확인을 지원 조건으로 부가하고, 존치기간 조기 종료 시 보조금 일부 반환 규정을 두는 것이 타당하다.

셋째, 계약 적격의 명확화이다. 한국전력공사는 기본공급약관 시행세칙 수준에서 가설건축물 축조신고필증과 농지대장 등재 확인으로 상계거래 계약 자격을 인정하는 기준을 명문화하여 불확실성을 제거할 필요가 있다. 넷째, 존치기간과 설비 수명의 정합이다. 태양광 모듈의 기대수명(약 25년)은 기본 존치기간(12년)의 두 배에 이르므로, 존치기간 연장 심사 시 재생에너지 설비 설치 시설을 우대하는 조항을 지침과 지자체 조례에 반영하고, 시설 철거 시 모듈·ESS의 이설 및 재사용 절차를 지침화하면 수명 불일치로 인한 투자 위험과 자원 손실을 동시에 완화할 수 있다. 다섯째, 해석의 표준화이다. 농림축산식품부와 국토교통부, 지자체가 참여하는 공동 해석 지침 또는 표준 조례안을 통해 독립 전원 허용 여부 등에 대한 지역별 편차를 해소하여야 한다.

4.3 기대 편익

제도 정비의 편익은 네 층위로 정리된다. 수요자 측면에서는 국비 + 지방비 보조 시 반상주 이용까지 존치기간 내 회수(9.9년)가 성립하고, 원격 농지에서는 약 330 m 이상 인입 대비 초기·누적 비용이 절감되며, 계통 상시 인입에 따른 주거시설 간주 논란을 회피할 수 있다. 계통 측면에서는 농촌 말단 배전망의 신규 인입 수요와 그에 따른 시설부담금·배전 투자 부담이 완화된다. 국가 측면에서는 보급 5만 ~ 10만 호 기준 연간 약 83 ~ 166 ktCO₂eq의 감축과 재생에너지 보급 실적의 확충이 기대된다. 제도 측면에서는 합법적 전원 공급 경로의 확보가 무단 인입 등 불법 행위의 유인을 감소시키고, 제도 도입 초기의 화석연료 기반 고착을 방지하여 쉼터 제도 자체의 지속가능한 안착에 기여할 것으로 예상된다. 아울러 가설건축물은 에너지절약설계기준의 적용을 받지 않아 외피 성능이 취약하고 냉난방 부하가 기후 조건에 민감하므로, 발전설비 보급만으로는 이 민감도가 해소되지 않는다. 태양광 설치 제도의 정비가 최소 단열 사양이나 고효율 기기 설치를 보조 요건에 병기하는 방식과 연계될 때 비용 대비 효과를 기대할 수 있다.

5. 결 론

본 연구는 2025년 신설된 농촌체류형 쉼터와 생활설비형 농막을 대상으로 태양광발전 설비 설치의 타당성을 법·제도, 경제성, 환경성의 세 측면에서 검토하였다. 주요 결론은 다음과 같다.

첫째, 가설건축물 지붕 태양광은 명시적 금지도 허용도 없는 무규정 상태에 있으며, 상계거래 계약 적격과 보급지원 대상 여부에 제도 공백이 존재한다.

둘째, 표준 쉼터의 연간 전력소비(757 ~ 2,111 kWh)는 3 kW 지붕형 시스템(연 3,977 kWh)으로 전량 충당이 가능하나, 2025년 기준 총 설치비 493만원과 한국전력 요금표를 적용한 단순 회수기간(13.9 ~ 38.7년)은 무보조 시 전 시나리오에서 존치기간 12년을 초과한다.

셋째, 주택지원사업의 국비 보조를 적용하면 상시 이용 시설(8.5년), 국비 + 지방비 보조 시 반상주 시설(9.9년)까지 회수가 성립하고, 원격지의 간헐 이용을 기준으로 인입거리 약 320 ~ 330 m 이상의 원격 농지에서는 보조 없이도 독립형이 경제적 우위를 가지며, 주말 이용 시설은 어떤 보조 수준에서도 요금 절감만으로는 회수가 불가하다.

넷째, 상계거래를 통한 잉여전력의 역송 및 활용을 전제할 때, 호당 연간 약 1.66 tCO₂eq, 10만 호 보급 시 연간 약 166 ktCO₂eq의 온실가스 감축이 가능하다. 이로부터 본 시설군에서 태양광 타당성의 병목은 기술이 아니라 제도임을 확인하고, 운영 지침상 지붕형 설치의 명시적 허용과 주택지원사업 특례 편입(이상 법령 개정 불요), 상계거래 계약 기준의 명확화, 존치기간-설비수명 정합 장치, 부처 합동 해석 표준화로 구성된 유형별 개선 로드맵을 제시하였다.

본 연구의 한계는 다음과 같다. 부하모델은 실측이 아닌 기기별 가정에 기반한 시뮬레이션으로서 실제 난방부하와 차이가 클 수 있고, 독립형 검토는 연간 총량 기준으로 수행되어 동절기 점유일의 순시 공급 가능성과 저장용량의 적정성은 별도의 검증을 필요로 한다. 설치비·보조액은 2025년도 사업 기준의 대표값으로서 지역·시점에 따라 변동될 수 있고, 전국 지자체의 해석 실태에 대한 전수 조사는 수행되지 않았다. 또한 존치기간 종료 시 시설 철거와 맞물리는 태양광 모듈·배터리의 이설 및 재사용 체계, ESS의 화재 안전 기준 적용, 지붕 태양광 부가에 따른 가설건축물의 구조 안전성 검증, 자가소비와 역송을 구분한 감축량의 정밀 산정은 본 연구의 범위를 벗어난다. 실측 부하 데이터 기반의 검증, 일별·시간별 수급 해석에 의한 독립형 시스템의 용량 설계, 외피 성능 개선과 태양광 보급을 연계한 통합 지원 방안, 지자체 해석 실태 조사, 철거 연계형 모듈 재사용 체계에 관한 연구를 후속 과제로 남긴다.