세계 최고 수준의 스마트팩토리로 주요 시장 점유율 1위 달성

[인더스트리뉴스 박관희 기자] 축구장 26개의 크기, 매일 220만장의 태양광 셀을 생산하고, 연간 3.7GW 규모의 생산량을 보유한 한화큐셀코리아 진천공장이 처음으로 공개됐다. 세계 최대 태양광 셀 생산 공장인 한화큐셀코리아 진천공장은 빅데이터와 자동화 기반의 최첨단 스마트팩토리 시스템을 구현했다.

한화큐셀코리아가 '2018 미디어 공장투어' 개최했다. [사진=한화큐셀코리아]

진천공장, 하루 220만장의 태양전지 생산

서울 중구 장교동에서 출발한 버스가 1시간 반을 달려 오전 10시를 넘기자 진천공장에 도착했다. 공장투어에 앞서 한화큐셀코리아 류성주 대표는 “한화그룹은 지난 2010년 태양광 산업에 본격적으로 진출한 이후 2015년까지 해외에서만 공장을 운영하다가 2016년 이곳에 첫 터를 잡아 2,000여명의 일자리를 창출하고 진천공장을 단일 규모로는 세계 최대 태양전지 생산공장으로 성장시켰다”면서, “(진천공장은) 하루 220만장의 태양전지를 생산하고, 이는 연간 500만명 이상이 사용할 수 있는 가정용 전기를 제공할 수 있는 양이다”고 밝혔다. 이어 “현재는 생산물량의 75%를 미국과 유럽, 일본 등 선진국에 수출하는 대한민국 신재생에너지를 대표하는 회사”라고 소개했다.

한화큐셀코리아 류성주 대표가 미디어 공장투어 방문단에게 환영의 뜻을 표하고 있다. [사진=인더스트리뉴스]

계속해서 한화큐셀 윤주 글로벌 영업기획 및 전략담당 상무를 통해 본격적인 태양광 사업 현황이 소개됐다. 윤 상무는 “한화큐셀이 시장에서 고군분투 하고 있다”고 전제했다. “셀 생산량 글로벌 1위, 모듈 분야는 글로벌 3위 이지만 한화큐셀을 제외하면 나머지는 모두 중국 기업이고, 중국의 경우 정부의 적극적인 지원 속에 태양광 산업 전체 마켓의 50%를 점유하는 국가로 성장했다”고 밝혔다.

윤 상무는 “태양광 산업은 지속적으로 성장하고 있지만, 세이프가드 등 무역장벽이 올해 발발하면서 시장을 정체시킨 이슈로 작용했다”고 말했다. 윤 상무는 “실제 타깃은 저가 모듈로 미국 기업의 피해를 야기한 중국이었지만 한국, 말레이시아 등으로 영향이 확대됐다”고 전하고, “일본은 시장 전체규모가 줄고 있고, 중국 역시 고효율 프로젝트를 제외하면 보조금 지급이 제한되면서 올해 시장 축소의 가장 큰 영향을 줬다”고 밝혔다.

한화큐셀코리아 공장 외부 전경 [사진=한화큐셀코리아]

태양광 산업은 높은 수익률을 실현한 초기 시장을 지나 2010년 초기부터 중국 기업들의 시장 진입으로 공급과잉이 이뤄졌다. 가격은 폭락했고, 급기야 2010년 초반 세계 태양광 업계의 구조조정이 시작됐다. 윤 상무는 “1차 구조조정 이후 시장은 중국과 미국 시장이 확대되면서, 가격경쟁력이 높아지고 비용은 줄이는 이른바 효율을 중시하는 시장이 됐다”면서, “그럼에도 현재는 2차 구조조정 시기라고 할 만큼 어려운 시기이고, 내년과 2020년까지 구조조정은 지속될 것”이라고 전망했다.

윤 상무는 “원가경쟁력과 기술경쟁력을 가진 회사만이 살아남을 것”이라고 말했고, “이 시기를 잘 극복한다면 2020년 이후 수요 증가로 시장이 안정화 되고, 살아남는 회사의 승자독식, 또 BIPV 등 새로운 애플리케이션의 성장을 목격할 수 있을 것”이라고 전망했다.

공장 직원이 웨어러블 스마트밴드를 통해 제조공정 검사 데이터를 확인하고 있다. [사진=한화큐셀코리아]

생산성 향상, 불량률 낮추는 최첨단 스마트팩토리

생산과정에서 가장 혁신적인 방법, 정교하게 설교된 스마트팩토리에 대한 언급도 이어졌다. 진천공장은 태양광 셀의 원재료인 웨이퍼 입고부터 모듈 출하까지 전 공정이 자동화되어 있다.

모니터링과 제어, 물류와 작업내역의 추적 관리, 상태파악과 불량관리 등에 초점을 맞춘 현장 시스템인 제조실행시스템(MES : Manufacturing Execution System) 기반 스마트 팩토리가 구현되어 있다. 제조실행시스템은 생산설비와 공장 내 자재 물류이동 시스템 그리고 모니터링 시스템이 연동된 것으로 설비자동화를 이루는 핵심이다.

최근에는 손목에 착용하는 웨어러블(Wearable) 장비를 도입해 공장 근무자들이 해당 장비를 통해 알람을 실시간으로 받아 설비 장애를 처리하고 조치사항을 유관부서에 공유하는 시스템까지 도입했다. 더불어 이렇게 설비에서 발생하는 장애 정보를 수집해 체계화된 조치를 취할 수 있는 플랫폼도 갖추었다.

인공지능에 의해 효율적 제어, 전 공정이 로봇에 의해 처리된다. 진천 공장의 자동화 로봇의 95%는 한화그룹 계열사인 한화기계에서 맞춤 제작됐다. 모듈 생산 원자재의 30% 이상을 한화그룹에서 제공해 원가경쟁력도 확보했다. 이를 통해 기존 모듈 대비 13.5% 출력 향상된 고출력 제품의 생산이 가능하게 됐다. 한화큐셀의 태양광 수집된 빅데이터와 머신러닝을 통해 보다 완벽하게 관리하고, 장기간 안정적인 성능 유지를 위해 큐셀 고장방지 기술이 적용됐다.

한화큐셀 윤주 상무는 "현재는 제2차 구조조정 시기이지만 2020년 이후 수요 증가로 시장이 안정화 될 것"으로 전망했다. [사진=인더스트리뉴스]

이는 실제 공장투어에서 확인됐다. 태양전지 제조 현장 투어는 웨이퍼 투입과 트라큐 레이저 마킹 공정에서 시작됐다. 한화큐셀코리아는 업계에서 유일하게 태양광 셀 전면에 레이저 식별마크인 ‘트라큐(TRA.Q)’를 새겨, 각각의 태양광 셀이 생산된 라인, 생산일자, 생산 시 사용한 자재정보 등을 수집해 빅데이터로 만들고 공정 최적화에 활용하고 있다. 이렇게 연간 수십억 장에 달하는 태양광 셀에서 추출된 데이터를 통해 현장에서 발생하는 문제점을 즉시 발견하고 개선해 재발방지를 하고 있다.

공정 설명을 맡은 김봉수 셀 생산팀장은 “트라코 공정을 정상적으로 마치면 제품에 점 두 개가 찍힌다”면서, “공정간 제품 검사가 모든 단계에서 이뤄지고 있고, 이는 RFID를 연상하면 보다 이해가 쉬울 것이다”고 말했다. 이어 “이상 발견시 시그널타워의 색깔과 알람소리가 작동하고, 이런 신호는 작업자들이 휴대하고 있는 웨어러블 스마트밴드를 통해 단순처리가 가능한 사안인지 아니면 보수가 이뤄져야 할 수준인가에 대한 해답을 제시한다“고 말했다. 현장에서 확인한 태양광 셀 생산공정은 총 9개 단계로 구성되며 4개조, 조당 55명의 인원이 교대 근무를 하고 있다.

발전단가 하락, 태양광 시장 안정적 성장 기대

류 대표에 따르면 진천 1, 2공장을 위해 투입된 비용이 자그마치 1조원이다. 현재 진천공장은 증설을 염두에 둔 스페이스가 마련돼 있다. 추가 증설을 계획하고 있느냐는 질문에 류 대표는 “시장의 요구에 따라 증설을 하겠지만 현재는 추가 증설 계획이 없다”고 밝혔다.

이어 윤 상무는 “태양광발전 설비가 설치됐을 때 발전단가는 2010년 3.24달러 였지만, 2018년 1달러로 줄어 들었다”면서, “불과 10년도 안 돼 시스템 가격이 3분의 1로 떨어졌다”고 말했다. 윤 상무는 “기존 발전원들과 발전단가가 유사해지고 가까워지고 있는 형태인데, 이렇게 발전단가 떨어지게 되면서 태양광 시장은 안정적으로 확대될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

[박관희 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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