소양강댐 수상 태양광 한계, 그리고 '수위적응식 고효율 기술' 비젼 제시

[아이앤아이월드]

결빙기 댐 수위 변동 시 동요 충돌 침몰 발생

폭설 폭우 후 강풍 동반하면 뒤틀리고 침수단계 돌입

수위적응형 '복원력 계류장치 기술' 없다면 현장 위험 상존

지난 2023년 10월 소양강댐에 조성한 8.8MW 수상 태양광 정남향과 일치하지 않고 시설물 간 방향 틀어진채 준공(참고 한국동서발전 공식블로그 https://blog.naver.com/iamewp/223261107487)

개요: 소양강댐에 조성한 수상 태양광은 북풍에 위험한 상황이 발생한걸까? 3년 연속 연이어서 수위조절능력을 상실한 소양강댐 원인을 무언가? 이시기는 지난 2023년 10월 강원특별자치도 양구군 수인리에 위치한 소양강댐 수면 위에 8.8MW 수상 태양광을 조성한 것과 일치한다. 당시 해당지역에서는 군화인 살구꽃무늬 디자인을 적용해 지역의 새로운 관광명소가 될 것으로 기대했으나 현재 3년간 인근지역 겨울축제는 무산됐다. 원인은 만수위에 근접한 190.5mm에 이르고 있는 수위로 인해서 결빙이 불가능했기 때문이다. 평년 183m 이하로 유지하던 수위를 만수위로 3년 연속 낮추지 못하는 까닭에 수상 태양광이 일조한것이라면 그 전후 과정에 대한 원인분석을 해보기로한다.

1.서론

예상되는 원인은 이러하다. 수상 태양광 입장에서 봤을 때, 수위를 낮추면 북풍과 폭설이 동반하는 경우 수위변화로 인하여 방향이 틀어지고 위치이탈하면서 충돌 문제가 발생하고, 최악의 상황인 붕괴 위험에 노출될것이기 때문인것으로 보인다. 북풍을 피하고자 수위를 만수위로 유지함으로 인해서 해마다 이맘때면 3년 연속 인근지역 행사가 피해 소식이 뉴스로 흘러나오것을 보면 상황은 분명해진다. 즉 부유시설이 안전하지 못하다는 반증은 아닌지 조사해봐야 한다. 사업초기 기술검토 시 계류장치가 안전문제에 노출된 상태로 공사를 진행한 결과로 판단된다. 자세히 설명하자면, 적용한 계류장치 수위변화 대응력 부실에 의하여 수위가 낮아짐에 따라서 방향제어 위치제어를 비롯하여 강풍에 대비한 통제력이 부족한 결과 부유 구조물이 흔들리는 문제가 발생하고 있다고 분석된다. 현재 상황은 이렇다. 고정식 수상 태양광인 경우 약 100여군데를 고정하는데 강풍으로 인하여 풍압이 증가하거나 수위변화 시 계류선 간 간섭 현상이 발생해서 고박이 느슨해지는 동시에 선 간 마찰이 발생하면서 파단 문제가 뒤따른다. 방치 시 부유 시설간 충돌이 일어나고 송전케이블 피복이 벗겨지는 단선 문제가 벌어지면 송전불능 상태에 빠진다. 상기 현상은 보령댐에서 동일과정이 지속적으로 발생하고 있다.

2.본론

수상 태양광은 폭설에 강풍 불어와도 흔들임이 없어야 최적의 발전을 할 수 있다. 반대인 경우 부유시설이 안전하지 못하다는 반증으로 발전량 감소는 물론 시설안전이 위태로운 상황이 벌어진다. 여름철 폭우에 의한 급격한 수위변화가 댐지역에 일어나면 얼마 전 뉴스화한 침몰과정이 재연할 가능성이 매우 높다. 수변에서는 다양한 원인에 의하여 진동이 불규칙하게 일어난다. 진동은 공명현상을 유발하여 수상태양광 부유체를 요동치게 만든다. 이는 내구력 감소로 이어지며, 장기간 유지운영해야 하는 수상 발전시설의 특성상 수상 태양광사업에 직접적인 영향을 준다. 진동이 일어나게 되면 태양광모듈에 micro-crack이 생겨서 발전량이 감소되기도 한다. 이런 악조건을 극복하기 위하여 수상태양광 발전시설에 특화한 복원력 계류장치를 적용회야 한다. 아울러 세계적 추세인 댐 지역 수상 발전시장에 진입하기 위해선 수위변화가 30~40m 일어나는 악조건을 극복해야만 한다. 그럼에도 불구하고 소양강댐 수상 태양광이 상기 요구조건을 충족하고 있기에 더이상 미룰것이 아니라 큰 사고로 이어지기 전에 신속히 개선해야 최소한 안전을 보장받을 수 있다. 지금도 소양강댐 수상 태양광 안전을 지킬 골든타임이 흘러가고 있다.

수상 태양광의 발전량을 증가하기 위해서는 방위각 유지 기능과 내진성능 갖춘 수위적응형 복원력 계류장치로가 발전시설 안정성을 제공해야만 발전수익 또한 보장받는다. 현재와 같은 상태를 방치하는 경우 '불규칙적인 방위각 이동'이 지속적으로 발생하면서 전기생산과 발전수익이 감소하므로 사업성에 부정적 영양을 준다. 따라서 수위적응형 '복원력 계류장치'는 방위각유지 및 정위치 복원기능을 안정적으로 구현하여서 발전시설 안정성 및 사업성을 확보한다. 아이앤아이월드가 개발한 수위적응식 고효율 수상태양광 시스템은 초속 23.1m 태풍급 강풍 속 수상 태양광을 48시간 잡아준 '혁식적 수위적응형 계류장치' 기술을 기반하고 있다. 아래 동영상을 보면 '아이앤아이월드가 개발한 수위적응형 복원력 계류장치' 내 'Floating Platform' 위에서 새들은 평상시 처럼 생활하면서 강풍을 맞이하고 있다. 저수지 한가운데이지만 흔들림없는 수위적응식 고효율 수상 태양광이 안전함을 제송하고 있다. 태풍 속 깃털을 말리는 조류의 편안한 모습은 아이앤아이월드 수위적응식 고효율 수상 태양광 시설의 안전성을 증명하고 있다.

3. 결론

아이앤아이월드는 고정 및 회전 방식 수상 태양광 기술을 개발하고 7년 이상 발전량 데이타를 수집하며 검증하였다. 이제 10년 이상 연구 노력하여 현장 이식성이 매우 뛰어난 수위적응식 고효율 수상 고정 및 회전 발전기술을 획득했다. 초속 23.1m 이상 태풍급 강풍을 48시간 견딘 수위적응형 복원력 계류장치로 안전성 확보하고 육상 고정식 대비 발전효율 40% 이상 증가 가능한 시스템 실현하는 설계 운영 노하우로 경쟁력을 갖추고 있다.

'안정한 효율 보장'은 독보적 수위적응형 복원력 계류장치 기술이 있어야 한다. 2016년 기상청 기록상 초속 23.1m 이상 강풍이 수도권을 48시간 넘게 불었다. 그 당시 촬영한 유튜브 동영상을 보면 태풍급 강풍에 나무가지가 무참히 흔들리는 것을 볼 수 있다. 아이앤아이월드 수위적응식 고효율 수상 태양광은 극한 풍압을 이겨내고 수면 위에 고요하게 떠있다.

발전량 증감은 과학적 사실이 증명한다. 안전은 언변이나 미사여구 그어느것도 대신하여주지 못하고 결국 진실은 느러나게 되어 있다. 근본적인 안전을 무시함은 매우 위험한 발상이며 국내 수상 태양광 사업을 왜곡하고 말살하는 결과를 도출하게 된다. 진정 국민에게 신뢰받는 재생에너지 산업으로 거듭나서 '혁신 기술 강국' 면모를 되찾길 바란다. 한국 수상 태양광 산업이 '무지와 탐욕'에서 벗어나 '자유 정의 진리'를 추구하길 권고하며 내 고구려 을지문덕 장군이 수나라 우중문에게 주는 시를 다시 적으니 '生'을 찾길 바란다.

神策究天文(신책구천문)

妙算窮地理(묘산궁지리)

戰勝功旣高(전승공기고)

知足願云止(지족원운지)

아이앤아이월드가 지향하는 '수위적응식 고효율 수상 태양광'은

1.안전한 시설

2.효율의 극대화

3.자연과 어우러진 공간

4.에너지를 나누는 세상

5.가장 '한국다운 기술 구현'

을 추구한다. 수상 태양광산업이 강소국가 한국의 위상을 드높이는데 일조하길 바라며 나의 글을 맺는다.

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

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

(구두발표) 합천 수상태양광 운영관리 1년, 과제와 개선 방향

K-water 에너지 워크숍 Vlog: 18분, 31분

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

9. QnA

방향이 틀어진채로 가동중인 합천 수상 태양광: 준공 당시 사진

방향과 위치가 틀어져 송전케이블 단선 문제 발생한 보령 수상 태양광 사진(참고 https://blog.naver.com/cpa54/223236089573)

시화호 수상 태양광 파손 침몰 당시 태양전지가 탈선하고 구조물이 수면 아래 잠겨 있는 사진

#별첨: 아이앤아이월드 기술 소개

1. YOUTUBE website:

https://youtu.be/1LBvI1dG8G8?si=EsObO5UJSPsFCDS8

No-Axis Rotating Floating Solar Plant Under Heavy Wind

수위적응형 복원력 계류장치 적용한 수상 태양광 사진

수상에서 본 수위적응형 '복원력 계류장치' 사진

수위적응형 '복원력 계류장치' 적용한 수상 태양광 사진

아이앤아이월드 수위적응식 고효율 수상 태양광 배치도

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

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