뜨는 'AI 코인 발전소': 폭설 강풍이 몰고 온 충격 수상 태양광 안정성 위협

[아이앤아이월드]

개요: 기상위변을 넘어 기상위기가 일상을 넘어오고 있다. 얼마전 내린 폭설은 빙산의 일각으로 뜨겁게 달아오른 바다물 온도는 아직 기록적인 수온을 유지하고 한반도 주위를 맴돌고 있다. 이웃하고 있는 일본은 한반도 보다 더욱 심각한 상황에 놓여있다. 지난달 평년대비 1.7도 높아짐으로 인해 각종 기상재해를 입고 있다. 한국도 상황적 차이는 있으나 통계에 잡히는 수치로는 117년 만에 한번 있을 폭설이 이를 대변하고 있다. 하여 충분한 대비가 요구되는 시점에 와 있음이 분명하다. 현실을 들어다보면 안타갑게도 다른 사회적 이슈들로 인해서 이와같은 이상징후들은 간과되고 안이한 대처로 일관하는 모습이 포착되고 있다.

1.서론

태양광 산업의 경우 중국의 물량 및 저가 공세에 대응하는 목적으로 태양광 시스템 사업을 개척하고 있는데 그 한분야가 수상 태양광 이다. 이분야의 글로벌 선도국가는 프랑스와 중국이며 이를 대응하는 한국의 기술적 정책적 대응전략은 시장의 호응을 이끌어내지 못하고 있다. 압도적이거나 획기적이지 못하기 때문이다. 단지 수세적 대응으로 일관하고 있다. 근거는 여러가지가 있으나 단연 두드러진 문제는 실제 독보적이거나 압도적이지 못한 현상황을 과대포장하는데 있다고 본다.

적용기술중 안전과 매우 밀접한 관계에 있는 계류안전장치 기술은 단순하게 위치를 유지하고 남향을 지향하는것 뿐아니라 수상 구조물의 안전을 보장하는 중요한 핵심장치이다. 수상 태양광이 수위변화에 대처하지 못하고 바람에 돌아가고 파도에 흔들려서 전기 생산량이 감소하면 '대충 발전소'가 되버리는 심각한 문제를 발생하기 때문이다. 현재 대처방안이라는 것이 수위변화와 더불어 바람이 불지 않는 곳을 찾아서 설치하되 현지 기상상황을 확인하고 설치하는 방법이 유일하다. 물론 그런 경우에도 부유식 수상 태양광의 구조적 안전이 완전히 보장되지 않는다. 이유는 공사중 기상 악조건이 발생하면 즉각적인 대응력을 갖추지 못한 경우 대규모 파손으로 공사비가 폭증하고 공사기간이 늘어나며 준공후에는 송전케이블 단선 문제가 지속적으로 발생되어 유지보수로 인한 수익성 악화가 사업의 발목을 잡기에 그렇다. 하여 수상 태양광 사업은 핵심적인 기술력 확보가 전제되어야 한다.

2.본론

태양광 발전은 햇빛과 법선을 이루며 따라가야 최고의 발전량 획득이 가능하다. 그럼에도 불구하고 육상의 경우 추적으로 인한 비용 증가로 고정식을 설치하고 있다. 수상 태양광인 경우 수변의 악조건은 육상보다 매우 열악하므로 동일한 수준에 머물고 있다. 육상보다 더 많은 변수가 있어서 수상 회전식기술은 도달하기 힘든 상황에 놓여있다. 각설하고 수상은 바람 파도 등 외력과 잦은 수위변화로 인하여 고정된 위치에 있기가 매우 힘들어진다. 하지만 방향을 유지해야 그나마 육상 고정식 대비 발전량을 기대할 수 있다. 여기에 전제 조건이 있다. 동일한 경사각 즉 태양전지가 국내의 경우 32~33도가 최적인데 같은 기울기를 유지해야 냉각효과로 인하여 육상 보다 나은 전기 생산량을 확보할 수 있지만 국내에 설치되고 있는 대부분은 기술적 한계를 극복하지 못하고 수냉효과에서 오는 발전효율 증가에 올인하고 있는 실정이다.

한국 수상 태양광의 딜레마가 여기에 있는데 경사각도를 높이려니 적용기술 한계로 인한 부유 구조물 동요로 맑은 날씨에도 전기 생산이 급감하며 피로도 누적으로 파손->충돌->붕괴로 이어지는 위험에 노출되고 있다. 태양전지 경사도를 낮춘 경우 발전량이 감소하여 수익성 악화로 적자가 일어날 가능성이 높다. 속된 말로 그냥 '속 빈 강정 같은 발전사업'이 되어서 수익성이 떨어져 정부 보조 없이는 생존 불가능한 발전시설이 되버린다. 사업규모에 따라서 적자폭은 늘어나는데, 더심한 경우 보령댐 등과 같이 '계륵'이 되는 경우도 일어나고 있다. 확률적 분석에 의하면 지금 가동중인 수상 태양광 발전소 중에서 이런 위기 상황에 놓인 시설이 다수 존재하고 있으리라고 본다. K-water가 발행한 자료를 바탕으로 전기 생산량을 분석해 보면 보령댐 수상 태양광 시설은 동급대비 매년 8~23% 발전량 감소가 일어나는데 댐 지역인 경우 더 위험한것이 수위변화로 계류선이 엉키면 급작스런 붕괴로 이어지거나 수중송전선로 파괴로 이어지기 때문이다. 최근들어 동절기 기상악화로 인한 기록적 폭설을 접한 수상 태양광들에서 이와 같은 현상이 일어나고 있을을 알 수 있다.

3.결론

현재 가장 시급한 문제는 안전을 보장하기 위한 보수작업인데 이중 핵심공사가 '복원성 갖는 계류시설 개선사업'이다. 원인은 수위변화와 폭설로 인한 무게중심 상승 및 강풍에 발생되는 동요가 공명을 일으키는 순간 붕괴위험에 직면이다. '복원성 갖는 계류장치'는 안전을 지키는 핵심기술로 단순하게 위치를 유지하고 남향을 지향하는것 뿐아니라 수장 구조물의 안전을 보장하는 중요한 안전장치이다. 2016년 봄 예고에 없던 태풍급 강풍이 이틀 연속 한반도를 강타한 적이 있다. 기상청 기록상 초속 23.1m 이상 강풍이 수도권을 48시간 넘게 휘몰아쳤다. 그럼에도 아이앤아이월드 '복원력강화계류기술' 적용한 'AC 융복합계류장치'는 수원 일월저수지 수상 태양광 무축 회전식과 고정식 발전시설 모두를 흔들림없이 유지함으로써 안정성을 증명했다. 'AC 융복합계류장치' 모든 수상 부유 구조물에 적용 가능한 특허기술이다. 태풍이 불어와도 수상 부유구조물들을 안전하게 보호하기 위함이다. 수상 태양광 발전시설은 초속 23.1m 이상 태풍급 강풍이 불어와도 안전해야 안정한 전력을 공급할 수 있다. 이를 위해 특허기술인 'AC융복합계류 시스템'은 수위변화에도 흔들림없이 바람을 이겨내고 수상 태양광 위치 이탈을 막아주는 주는 독보적인 수준의 기술력을 구현한다. ​아래 동영상을 보면 강한 바람에 나무가지가 무참히 흔들리는데도 불구하고 새들이 ' AC 융복합계류장치 '인 'Floating Platform'에서 강풍을 피하고 있다. 태풍 속에서 깃털을 말리는 새들 모습을 보면 'AC 융복합계류장치'가 자연의 악조건을 극복하고 안전한 환경을 확보하고 있음을 판단할 수 있다.

당진 대호호 수상 태양광: 동서발전 제공

당진 대호호 수상태양광 참고  https://blog.naver.com/bstech2016/223656046631

소양강 수상 태양광: 동서발전 제공

방향과 위치가 틀어진 보령 수상 태양광: 최근 사진(참고  https://blog.naver.com/cpa54/223236089573)

방향과 위치가 틀어진 보령 수상 태양광: 최근 사진(참고  https://blog.naver.com/cpa54/223236089573)

#별첨

1.YOUTUBE 동영상

https://www.youtube.com/watch?v=1LBvI1dG8G8​​

2.국내 학술논문 발표 자료: The Pivotless Tracking Type Floating Photovoltaic System and the Collected Data Analysis

Hongsub Jee1) ․ Minwoo Kim2) ․ Jaesung Bae1) ․ Jeongho Jeong1) ․ Jaehyeong Lee1)* 1)Department of Electrical and Computer Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon, 16419, Korea

2)INIworld Co., Ltd. Suwon, 16417, Korea

Received November 23, 2021; Revised December 16, 2021; Accepted December 16, 2021

3).URLhttps://journal.kpvs.or.kr/articles/pdf/d28a/cpr-2021-009-04-4.pdf

3-1.해외 학술논문 발표 자료: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

3).URLhttps://www.mdpi.com/2076-3417/12/24/12926 

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

3-2. 해외 학술논문 발표 자료: ピボットレス追跡と固定型フローティング太陽熱発電システムの性能比較【JST・京大機械翻訳】

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

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著者 (4件)： Jee Hongsub (Department of Electrical and Computer Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Republic of Korea) , Noh Yohan (Department of Electrical and Computer Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Republic of Korea) , Kim Minwoo (INIworld Co., Ltd., Suwon 16417, Republic of Korea) , Lee Jaehyeong (Department of Electrical and Computer Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Republic of Korea)

資料名： Applied Sciences (Web) (Applied Sciences (Web))

巻： 12 号： 24 ページ： 12926 発行年： 2022年

JST資料番号： U7135A ISSN： 2076-3417 資料種別： 逐次刊行物 (A)

記事区分： 短報 発行国： スイス (CHE) 言語： 英語 (EN)

https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=202302246334831624

ピボットレス追跡と固定型フローティング太陽熱発電システムの性能比較【JST・京大機械翻訳

'복원력 계류장치'를 적용한 아이앤아이월드 수상 태양광 발전시설

아이앤아이월드 작업 바지선

'복원력 계류장치'를 설치하기 위한 Floating Platform 진수 사진

'Floating Platform' 으로 안전하게 고박한 수상 태양광 사진

'복원력 계류장치'로 고박한 수상 태양광 전경

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