양면형 패널 위한 수상 태양광 '경사도 회복 전략' 도입 시급.

[아이앤아이월드]

1.서론:

 최근 미국이 중국산 양면형 패널에 높은 관세를 붙이면서 자국내 시장을 걸어잠그고 있다. 이제 태양전지의 기술 판세는 양면형과 페로브스카이트로 집중되는 모양새이다. 국제시장이 이러한데 한국 수상 태양광 산업은 이런 상황에 어떤 대처를 하고 있는가?

국내에서도 관련 연구가 진행중에 있다. 하지만 양면형 패널을 적용하여 발전효율을 극대화하려면 패널 경사도를 30도에 근접하게 설치해야 효과을 볼 수 있다. 경사도가 낮고 외력으로 인하여 방향이 틀어지거나 흔들림는 등 '안정 조건'을 갖추지 못한다면 후면광 효과가 미미하거나 전혀 없을 수 있다. 한국은 초기 개발단계에서 수상 태양광은 육상과 같은 32~33도 경사각으로 태양전지를 배치하고 발전효율 증가를 위하여 노력했다. 하지만 현재 국내 수상 태양광은 풍압과 파동 문제로 인하고 태양전지 경사각을 12도 내외로 낮추었다. 기술적 한계를 극복하지 못하고 자연적 풍압 감소 효과를 기대한 연구를 진행했다. 그결과 국내 실증단지를 보면 발전량 감소폭 증가 및 조류오염 확산하는 역작용이 일어나고 있다. 수위변화를 극복한 진동과 흔들림 제어 기술 미완으로 인한 결과라고 보인다.

2.본론:

양면형 패널의 설치 효과를 높이려면 경사각과 방위각을 추구해야한다. 이는 후면광효과를 증강하여서 발전량을 최대로 끌어올리기 위함이다. 과학적 상식으로 보면 한국 내 태양광 경사각은 32~33°가 최적이다. 방향은 고정식인 경우 정남향일때 최고의 발전을 한다. 이점은 수상도 육상과 다르지 않다. 아래 표를 보면 차이를 알 수 있다. 나아가서 수면반사를 기대하고 산란광을 모집하기 위한 수상 구조물이 방향을 못잡고 흔들리면 발전량은 급감한다. 보령댐 자료를 참고하면 정도에 따라서 8~23% 감소한다고 예측된다. 경사각을 낮추어 12도 내외로 설치한 국내 수상 태양광의 경우 약 20도의 경사도가 낮아짐에 따라서 발전량은 약 12% 감소한다. 시설의 크기에 무관하게 적용되는 수치라서 규모가 클수록 손실액은 커진다. 이와같은 기술적 한계를 해지하지 못한채 글로벌 시장에 진입하려는 시도를 한다면 매우 무의미하다고 판단된다.

국내 실상을 드려다 보자. 실증단지를 포함해서 상용화된 수상 태양광은 구조적 특징에 상관없이 대부분 경사각 12도 내외를 기준으로 설치 운영하고 있다. 다음으로 양면형 패널은 단면형 보다 구조적 특성으로 인한 중량 상승이 발생하는데 이로 이하여 물 위에 설치시 수상 구조물의 무게중심을 끌어올리는 현상이 나타난다. 무게중심이 수면 위로 올라갈수록 외력에 노출 빈도수 증가로 인하여 동요가 발생하여 발전효율은 물론 수상 발전시설 안정성을 훼손할 것으로 보인다. 이와같은 구조적 취약점을 극복하기 위해서 보다 강력한 고박기술 즉 '복원력 강화한 계류장치' 도입이 최우선되어야 한다. 

양면형 패널을 적용한 수상 태양광 발전 시설이 자연 극복으로 기술적 진보를 이루고 경쟁력을 확보하기 보다 손쉬운 퇴보적 기술구현으로 재생에너지 지원제도 본래 취지를 훼손하면서 사업수익을 얻으려는 의도로 오해받기 충분한 조건을 갖추려한다면 과거의 과오를 답습하는 것 그이상도 그이하도 아닐것이다. 이는 기술개발 본연의 자세가 아니며 엔지니어의 양식을 져버린 정의롭지 못한 결과만을 양산할 따름이다. 다시말해 태양전지의 경사도를 낮추어 설치후 자의적 전력감산으로 인한 손실을 RPS제도로 보상 받으려는 기존 방식에 작은 명분을 주겠다는 의도라고 보여지며 결국 국민 세금으로 손실보전 받아서 수익성을 얻는 사업으로 전락될것이기에 그렇다. 아울러 경사각이 12도 내외로 낮아지면서 발전량 감소와 더불어 새똥오염 범위가 넓어지는 역효과가 일어난다. RPS제도 뒤로 숨어버린 국내 수상 태양광이 얻으려는 것이 이런 것은 아닐 것이다. 수면 위에서 방향을 못잡고 흔들리는 것은 보유한 기술의 한계라면 경사도를 낮추어 감소한 발전량 12% 를 보상키 위해서 양면형 패널을 적용하려는 노력은 막다른 기술적 편협성을 노출하고 있기에 더욱 그렇다. 궁금하다. 왜일까?

3.결론:

양면형 패널을 적용한 수상 태양광 시설이 후면광효과를 증대하기 위해선 경사도를 회복시키고 '수평이동과 방향틀어짐 현상 제어 능력'을 갖은 '국내 독창적 계류장치'를 적용하고 관련기술을 도입하는 것이 연간 발전량 증가폭을 확대하고 사업흑자 실현 가능성은 증대하는 유일한 방안임을 주지할길 권고한다. 현재 수평이동과 방향틀어지는 자연 현상을 극복하며 과거의 연구에서 벗어나서 양면형 패널을 적용하여 발전량 증대시킴은 물론 수상 구조물 안전 조건을 확보 한는 것만이 독보적 글로벌 경쟁력를 갖추는 길임을 다시 피력하는 바이다.