'수위적응식' 고효율 수상 태양광 안정성 탁월

[아이앤아이월드]

준공 때부터 충돌 문제 발생

송전케이블 단선위험 지속 노출

발전량 감소 및 위치이탈 문제 뚜렷한 방법 부재

갈수록 기후변화 격화하여 위기상황 고조

1.서론

최근 정부 정책에 반영된 수상 태양광 증설 계획이 수자원공사를 비롯 한국농어촌공사를 필두로 확대되는 경향을 보이고 있다. 매우 고무적인 현상이며 태양광 에너지로 생산한 전기가 보다 광범위하게 보급되길 바라는 마음 간절하다. 그러기 위해서는 첫단추를 정확히 꿰어야 한다. 수상 발전의 잇점은 인지하고 있는 바와 같다. 미국을 비롯한 다수 국가들은 댐과 수상 태양광을 접목한 방식의 재생에너지 인프라 구축에 관심을 갖고 있다. 한국도 합천 소양강 보령 군위 등 댐지역에 수상 태양광을 건설하고 있다. 

2.본론

발전소라 함은 효율이 생명이다. 생산성을 좌우하기 때문이다. 수상태양광 또한 다르지 않다. 주지하는것처럼 간헐성에 대한 논의는 뒤로 하고 맑은 날 전기 생산량이 들쑥날쑬한다면 발정소로써의 입지가 좁아들수 밖에 없다. 하물며 준공 당시부터 방향이 틀어져 있다면 문제는 심각하다. 이유는 수심이 시시각각 변하는 댐 수면 위에서 정남향을 유지하는 시설이 부실하기 때문이다. 아래 사진을 보면 합천댐 소양강댐 수상 태양광 방향이 틀어져 있다(자료출처: 환경부가 제공한 것을 인용하였고 준공당시 각종매체에 배보된 것임.) 방향이 틀어지면 위치이탈 현상과 맞물려 수상 부유시설이 노지 또는 시설 상호 간 이격거리가 좁아지고 급기야 충돌한다. 발전시설물 간 방향이 뒤틀리거나 위치제어 위한 통제기능이 부실하면 침몰단계에 진입하게 된다. 우선, 충돌이 빈번하게 일어난다. 동시에 수중 케이블이 장력을 받아서 피복이 손상되며 급기야 파손 및 절단되는 파국을 맞이 하기도 한다. 특히 수몰지역에 조성된 댐인 경우 수심 변화가 빈번하게 발생하므로 수상 시설물은 점진적으로 외력에 의하여 위치가 변동하거나 피로도 누적현상이 발생을 원천 차단하는 계류장치로 고박해야 한다. 수위변동이 심해질수록 강한 압력과 충격으로 부분 파손과 침수 침몰을 맞게 될 위험이 있기 때문이다. 이와 유사한 사례가 보령댐, 시화호, 추풍령 등에서 발생하고 있다.

3.결론

올 엘리뇨현상이 최고로 치닷고 있어서 극한 호우 폭설이 수상 태양광을 강타한다면 통제불능한 상황이 벌어질것이다. 수위적응시설이 전무한 상태인 서남해안를 비롯하여 저수지 댐지역에 강풍을 동반하는 경우 침몰사고가 재현할것이다. 이에 대비한 해결책은 수위적응형 '복원력 계류장치를 기반한 부유 구조물 경량화와 수중 송전망 운영 체계 확립되어야 한다. 상기 핵심조건 갖추어진다면 수상 태양광은 안정한 발전시설로 거듭날것이며, 글로벌 경쟁력을 갖추는 길임을 밝힌다.

한국수자원공사 워크숍 합천 수상태양광 운영관리 1년, 과제와 개선 방향, 8분 이후

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

K-water 에너지 워크숍 Vlog 18분 31분

https://www.youtube.com/watch?v=t2urpesJzzM

방위각과 경사도에 따른 일사량(전기생산량) 비교표, 출처: 서울특별시 에너지정보-햇빛지도

정남향 지향하지 않고 방향 틀어진채 준공한 소양강댐 수상 태양광(참고 한국동서발전 공식블로그 https://blog.naver.com/iamewp/223261107487)

방향이 틀어진채로 가동중인 합천 수상 태양광: 준공 당시 사진(출처 환경부)

보수 후 위치이탈과 방향 불일치한 보령댐 수상 태양광 : 보유 기술의 한계 노출(참고 https://blog.naver.com/sooapa/223268930086)

#별첨

1..아이앤아이월드 수상 태양광 발전 특징

(1)무축 회전식은 축이 없기 때문에 축공사비 절감

(2)축과 구조물간의 충돌이 없기 때문에 유지관리 장점

(3)태풍이 오는 경우, 복원력 계류 시스템으로 고정하여 강한 바람에도 안전

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

(5)복원력 계류장치를 활용하여 소파제 설치하면 파도 필터링 기능 제공 효과 있음

2.외국 학술 논문: 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

https://www.mdpi.com/2076-3417/12/24/12926

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

아이앤아이월드 수위적응형 '복원력 계류장치' 기술 적용한 수상 태양광 개념도

수위적응형 복원력 계류장치로 고박한 수상 태양광 전경

수위적응형 복원력 계류장치 플랫폼

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