수상 태양광 녹조 제거에 기여하려면 발전효율 획지적 개선해야.

[아이앤아이월드]

개요: 전기 에너지는 기술과 안목만 따라 준다면 활용분야가 무궁무진하다. 기후변화로 최근 뉴스를 오르내리고 있는 녹조문제가 그렇다. 일상에 없어서는 않될 식수원이 녹조현상으로 위협받고 있다. News에 오르내리고 있듯 예전보다 매우 심각함이 곳곳으로부터 감지되면서 사회문제로 일찌감치 등장하고 있지만 요란한 기사들만 난무할뿐 시원한 해결책은 없는 실정이다. 단지 현장 담당자들의 고단함만 재인식되고 있다.

1.서론:

국내 저수지 댐의 경우 매년 녹조발생으로 수질에 심각한 영향을 받고 있다. 인근에 위치한 농지(전, 답)의 농작물 경작을 위한 퇴비, 비료등 사용하는데 이는 주변 실개천등 소하천을 통하여 수원(댐, 저수지)으로 유입되므로 부영양화를 촉발하고 있으나 지속적이고 뚜렷한 대책이 없다. 기존의 녹조제거 방식은 녹조제거용 처리기계를 주변에 설치하여 녹조제거 효과가 미약한 실정이다. 이를 개선할 수 있는 획기적인 방안은 수상 태양광으로부터 생산한 전기를 활용한 것인데 이를 위해선 다량의 잉여전력이 생산되어야 한다. 기존 시설인 경우 사업성 확보에 제약이 있어서 발전한 전기를 수질정화에 투입할 조건을 충족하지 못하고 있으며 특히 수상부유시설 안전상 수질정화장치 추가·운영하는데 제한을 갖고 있다.

2.본론:

'무축 회전추적 시스템' 기술은 이와같은 문제를 동시에 해결할 준비된 능력을 갖고 있다. 수상발전시설 안전담당 하는 AC 계류장치는 동요현상을 사전에 차단하여 주며 부대시설 주변에 초음파 녹조제거기를 도입하여서 기존 정화 장비가 접근하기 어려운 수변과 녹조가 가장 심한 구간, 중앙부에 전력과 장비 투입 시 충분한 여력을 갖는 특징이 있다. 아울러서 회전추적시스템은 무축으로 운영함으로써 구조를 경량화한 특징이 있으며 생산한 잉여전력은 동급 고정식 대비 최대 40% 이상 전기를 추가 증산함으로써 수질정화장치 운영 시 이에 필요한 전력을 원활하게 공급할 수상 발전시설로써 능력을 갖추고 있다. 수상에서 가동할 수질정화장치는 이동식으로도 운영 가능하여 녹조발생 범위에 따라서 적극적으로 대응하여줌으로써 초기 진압에 유리한 위치에 있다.

'무축 회전추적 시스템'에 적용한 '녹조제거' 원리는 전기를 에너지원으로 한 초음파 발생장치가 주위 환경 고려한 특정 음역대의 초음파 사용하여 녹조제거하며, 일반적으로는 저역 초음파를 사용하여 녹조만 집중적으로 제거하는 주파수 대역을 설정하여 운영한다. 이때 초음파 방출로 인해 발생하는 음항 기포화 현상 이용하여서, 녹조류 유체에 초음파가 적용될 경우 기포의 생성/붕괴 현상이 반복되고 이에 따라 물리·화학적 분해 작용 발생으로 OH라디컬 현상에 의한 녹조제거가 이루어진다. 초음파를 활용하면 주변 생태계에 영향을 주지 않으며 녹조제거과정 시 화학적 처리(황산동 살포)와 비교 하였을 때 별도의 첨가제 필요없어 부산물 발생이 없기 때문에 2차 오염문제가 예방된다.

3.결론:

무축 회전추적식 수상 태양광 발전시설은 설치 위치에 따라서 수질정화를 비롯하여 저수지 댐으로 유입되는 오영물질에 대한 유입차단하여 주거나 차단펜스 및 방제둑 설치를 지원하는 다기능을 보유하고 있다. ’무축 회전추적 시스템‘은 수질관리에 꼭 필요한 능력을 갖고 있어서 수변에서 일어나는 수질오염 문제에 적극적으로 대응하면서 깨끗한 전기를 생산하는 순기능을 구현할 이식성이 강한 독보적인 첨단기술이다.

#참고자료:

1).수상태양광 연간발전량 영향 인자 연구

Study on the Influential Factors of Floating PV Annual Generatio

2019. 12. K-water

https://www.kwater.or.kr/waterbook/kor/donationBook/kwater/view/15864.do?searchCondition=&searchKeyword=&pageIndex=41&sortName=DATA&sortOrder=DESC

K-water 워터북 플레이스

www.kwater.or.kr

2).양면형 태양광 모듈과 시스템: 국제 연구와 파일럿 적용 경험과 결과

Bifacial Photovoltaic Modules and Systems: Experience and Results from International Research and Pilot Applications. 2021.

Report IEA-PVPS T13-14:2021, April 2021

ISBN 978-3-907281-03-1

https://iea-pvps.org/.../Final-Report-IEA-PVPS-T13-14...

3).수상태양광 양면형 모듈 적용을 통한 수면반사 효과 분석(Analysis the Effect of Water Reflection with Bifacial Module in Floating PV)

이지은1† ･ 조현식2 ･ 임지연3 ･ 김현준3

(1). K-water 연구원, 선임연구원

(2). K-water 연구원, 책임연구원

(3). K-water 연구원, 차장

https://www.ksesjournal.co.kr/articles/xml/4eO0/

4)스위스 저널MDPI: 무축 추적식과 고정식 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

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