수상태양광 '기술'로 '답'하다. 발전시스템별 성능비교

[아이앤아이월드]

비교그래프-무축 회전식 대비 고정식 수상 태양광

무축 추적식과 고정형 수상 태양광 발전 시스템의 성능 비교

Comparing the Performance of Pivotless Tracking and Fixed-Type Floating Solar Power Systems

​by Hongsub Jee 1,Yohan Noh 1,Minwoo Kim 2 andJaehyeong Lee 1,*ORCID 1

Department of Electrical and Computer Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Republic of Korea 2

INIworld Co., Ltd., Suwon 16417, Republic of Korea *

Author to whom correspondence should be addressed.

Appl. Sci. 2022, 12(24), 12926; https://doi.org/10.3390/app122412926

Received: 13 November 2022 / Revised: 8 December 2022 / Accepted: 15 December 2022 / Published: 16 December 2022

Abstract

Floating solar power has a higher power generation efficiency than existing solar power generation methods. It is easier to secure in an installation area as well as to connect to other renewable energy sources. Floating solar power is considered an essential component for achieving carbon neutrality because it compensates for the shortcomings of existing solar power systems and maximizes their advantages. In this study, a performance comparison was conducted between pivotless tracking-type and fixed-type solar power systems. These systems were installed at the Irwol Reservoir in Suwon, South Korea, and monitored for comparison between May 2019 and June 2020. The tracking-type system generated approximately 14% more energy than the fixed-type system; the performance was maximized in May, which showed 25.63% more output power, and the performance was minimized in winter, with 3% more generated power. Owing to its pivotless structure, this system can be used in the solar industry.

Keywords: floating; solar power system; photovoltaic; pivotless; tracking-type; monitoring; renewable energy

개요

수상태양광은 기존 태양광 발전 방식보다 발전 효율이 높다. 다른 재생 가능 에너지원에 연결하는 것뿐만 아니라 설치 영역에 고정하는 것이 더 쉽다. 수상태양광은 기존 태양광 발전 시스템의 단점을 보완하고 장점을 극대화하기 때문에 탄소중립 달성을 위한 필수 요소로 꼽힌다. 본 연구에서는 무축 추적식과 고정형 태양광발전시스템의 성능비교를 수행하였다. 이러한 시스템은 한국 수원의 일월저수지에 설치되었으며 2019년 5월과 2020년 6월 사이의 비교를 위해 모니터링되었다. 추적형 시스템은 고정형 시스템보다 약 14% 더 많은 에너지를 생성했다. 5월에 성능이 극대화되어 출력이 25.63% 증가했으며, 동절기에는 발생량이 3% 증가하여 성능이 최소화되었다. 회전축이 없는 구조로 인해 경제성이 확보된 이 시스템은 태양광 산업에서 널리 사용할 수 있다.

무축 회전식기술의 특징은 회전시스템 슬림화를 구현해서 구동전력소모를 최소화하면서 해를 추적하여 발전량을 최대로 끌어올린다. (Title: 수상태양광 발전 시스템의 환경에 따른 모듈의 전기적 특성, 전기전자재료학회논문지 2018, 31권, 5호, 283p ~ 289p)

수상 태양광은 회전하면 발전효율은 큰 폭으로 증가 한다. 이유는 물의 부력을 이용하기 때문에 회전을 위한 소비전력은 적고 태양을 추적하여 생산하는 전기량은 증가하기 때문이다.

<무축 회전식 수상 태양광 발전시설 특징>

(1)무축 회전식은 축이 없기 때문에 축공사비 절감

(2)축과 구조물간의 충돌이 없기 때문에 유지관리 장점

(3)태풍이 오는 경우, 복원력 강화 계류시스템으로 고정하여 강한 바람에도 안전

(4)복원력 강화 계류시설을 이용하여 오탁방지막을 설치하면 홍수로 인한 부유물로부터 발전시설 보호

(5)계류장치를 활용하여 소파제 설치하면 파도 필터링 기능 제공

(6)새똥오염방지장치를 설치하면 조류가 발전시설에 접근하는것을 회피하여 새똥 오염문제로 인한 발전량 감소 최소화

(7)무축 회전식은 축이 불필요하므로 "파일공사"로 인한 담수의 '누수현상' ‘파이핑(Piping) 현상'을 방지

(8)저수지 바닥면 암반의 균열에 의한 "제방·사면 균열, 침하" 등 붕괴위험 문제 사전 차단 가능

1.관련 동영상->

 https://www.youtube.com/watch?v=dfmUWfvLcfw

 https://www.youtube.com/watch?v=9xn6J-BjA_g

2.아이앤아이월드 Website

http://www.iniworld.kr

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3. 관련논문: https://doi.org/10.3390/app122412926