태양광 전진기지, 한화큐셀코리아 진천 공장 가보니···

[르포]태양광 전진기지, 한화큐셀코리아 진천 공장 가보니···

등록 2018.10.30 14:47

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빅테이터·자동화 기반 최첨단 스마트 팩토리 시스템 RP막 형성공정과 LCO 기술로 경쟁사에 기술 우위 초일류 제품 기반 韓·美·日 등 주요 시장 점유율 1위

한화큐셀코리아 진천공장 미디어 투어, 사진=한화큐셀코리아 제공

“한화큐셀 태양광 셀에는 인공지능과 레이저로마킹을 통해 트라큐(Tra.Q)셀을 적용해 전 제조공장 추적 가능하게 만들었으며 이를 통해 수집된 빅데이터와 모니터링으로 셀의 품질을 업계 최고 수준으로 끌어올렸다. 모듈의 경우 그룹 내 조달로 원가경쟁력을 확보해 관련 시장에서 고군분투 하고 있다.” (윤주 한화큐셀 글로벌 영업기획 및 전략 담당 상무)

글로벌 셀 생산 1위 기업이 한화큐셀코리아가 스마트 팩토리와 경영효율화로 세계 초일류 기업 입지를 다지기에 나섰다.

한화큐셀코리아는 30일 충청북도 진천군 산수산업단지에 위치한 진천공장을 언론에 공개하는 미디어 설명회에서 셀 제품은 세계 최고 수준이라고 강조했다.

한화큐셀코리아 진천공장은 전세계에서 단일 공장으로는 최대 규모의 태양광 셀(태양전지) 공장이다. 하루에 220만장의 태양광 셀을 생산하며 연간 생산 능력은 3.7GW다. 3.7GW의 전기는 약 500만명이 사용할 수 있는 양이다. 이는 부산시와 울산시의 전체 인구가 가정용 전기로 1년간 사용하고도 남는 수준이다. 연면적은 약 19만 평방미터(㎡)로, 축구장 26개 들어설 수 있는 규모다. 공장에서 생산되는 제품은 70% 이상이 해외로 수출되고 있다.

이 밖에도 진천공장은 약 1.4GW의 모듈 생산 라인도 보유하고 있다. 인근 음성의 2.3GW 모듈공장 생산라인까지 합치면 총 3.7GW의 모듈 생산라인이 가동되고 있다.

진천공장은 태양광 셀의 원재료인 웨이퍼 입고부터 모듈 출하까지 자동화로 전 공정을 운영한다. 제조실행시스템(MES: Manufacturing Execution System. 작업환경의 실시간 모니터링, 제어, 물류 및 작업내역 추적 관리, 상태파악, 불량관리 등에 초점을 맞춘 현장 시스템) 기반 스마트 팩토리가 구현되어 있는 것이 특징이다.

한화큐셀코리아 진천공장 셀 공정, 사진=한화큐셀코리아 제공

제조실행시스템은 생산설비와 공장 내 자재 물류이동 시스템 그리고 모니터링 시스템이 연동된 것으로 설비자동화를 이루는 핵심이다.

이날 공개된 셀 생산 공정의 경우 ▲웨이퍼 투입 및 Tra.Q 레이저 마킹 ▲표면 에칭처리 공정 ▲N층 확산 공정 ▲N층 접합분리 및 산화막 제거 공정 ▲PR막 형성 공정 ▲반사방지막 형성 공정 ▲후면 전극형성을 위한 Opening 공정 ▲전극 형성 공정 ▲전극 열처리 공정 ▲검사 및 분류 공정으로 총 10가지 공정을 거친다.

이 중 한화큐셀코리아 셀 제품의 품질을 높이는 공정은 RP막 형성 공정과 LCO(Laser Contact Opening)기술이다. 이는 더 많은 양의 빛을 셀 내부로 반사 시켜 셀 효율을 증대시킨다. 이는 공정 최적화 기술 선행개발로 경쟁사와의 격차를 유지하는 부분이기도 하다.

홍정권 한화큐셀코리아 모듈사업부장 상무는 “경쟁사(중국산) 대비 기술 격차는 1~2년 수준으로 원천기술을 통해 타 경쟁사 대비 성능 우위를 점하고 있다”라며 “셀 효율은 1~2%, 모듈 출력은 10Wp 우위를 점하고 있다”고 설명했다.

한화큐셀코리아는 업계에서 유일하게 태양광 셀 전면에 레이저 식별마크인 ‘트라큐(TRA.Q)’를 새긴다. 각각의 태양광 셀은 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 개선하여 재발방지를 하고 있다.

한화큐셀 코리아 관계자는 “매 공정마다 RFID로 식별코드를 읽어 각 셀이 가지고 있는 정보를 확보하고 오류가 발생하지 않도록 했다”라며 “완성된 셀의 경우 식별마크를 통해 판매 이후에도 추적이 가능하도록 했다”라고 설명했다.

총 5개라인인 진천공장은 4조3교대로 운영되고 있다. 기존 3조3교대에서 정부 정책에 따라 500명을 신규 채용해 운영 중이다. 스마트시스템 도입으로 공장 규모 대비 적은 수로 운영이 가능하다.. 셀 공장의 경우 반송설비와 물류설비, 검·계측 설비, 생산설비가 자동화 돼있다. 작업자는 최초 웨이퍼 삽입과 공정 오류 발생 시 이를 확인하고 정비하는 작업을 한다.

윤주 상무는 “중국의 경우 2.4GW 가량 생산하는데 인력이 3000명이 고용돼있다. 자사의 경우 3.7GW를 생산, 중국 대비 1.3GW가 더 많지만 인력은 2000명 정도다. 이는 스마트 팩토리 시스템을 구현햇기 때문”이라고 설명했다.

한화큐셀코리아는 최근 손목에 착용하는 웨어러블(Wearable) 장비를 도입해 공장 근무자들이 해당 장비를 통해 알람을 실시간으로 받아 설비 장애를 처리하고 조치사항을 유관부서에 공유하는 시스템까지 도입했다. 사진=한화큐셀코리아 제공

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 갖췄다.

한화큐셀코리아는 그룹에서 발표한 투자금을 활용해 글로벌 경쟁력을 확보할 계획이다. 앞서 미래 성장 동력으로 '태양광 사업'을 낙점한 한화그룹은 향후 3년간 태양광발전 장비 생산 공장 신·중설과 발전사업에 9조원을 투자할 계획이라고 밝힌 바 있다.

한화큐셀코리아 관계자는 “9조원 중 8조는 국내외 발전소 건설 초기비용으로 사용될 예정”이라며 “한화큐셀코리아의 경우 1조 정도를 계획하고 있다. 주로 생산기지의 공정개선 및 고효율 셀을 만들기 위한 공정작업에 대한 투자가 이뤄질 것”이라고 말했다.

이와함께 큐셀코리아와 첨단소재 합병 신규 법인인 ‘한화큐셀앤드첨단소재’를 통해 태양광사업 시너지를 극대화할 방침이다. 한화케미칼은 지난 9월 11일 한화큐셀코리아와 한화첨단소재와의 합병을 발표했다. 합병절차는 오는 11월 1일 마무리 될 예정이다.

‘한화큐셀앤드첨단소재’의 출범을 계기로 한화그룹의 태양광 사업은 지분구조를 단순화해 경영 효율성을 높이고 급변하는 시장 환경에 보다 능동적인 대처가 가능하게 됐다.

양사의 합병으로 태양광과 첨단소재라는 균형 잡힌 포트폴리오를 갖추게 됐다. 또한 첨단소재의 글로벌 판매 네트워크와 연구개발 역량을 태양광 사업에 적용해 향후 강력한 시너지를 창출할 것으로 예상된다.

한화큐셀코리아 관계자는 “선제적 변화를 통한 경쟁력 강화를 계기로, 한화그룹의 태양광 사업은 앞으로도 세계 초일류 태양광 에너지 기업의 지위를 유지하기 위해 변함없는 투자와 지원을 함으로써 영업, 생산, 연구개발 등 전 분야에서 글로벌 선도기업으로서의 위상을 더욱 확고히 다질 방침”이라고 덧붙였다.