성균관대 공대, 태양광, 태양전지 분야 메이저급 연구실적 연일 발표..성대 공대 무회전축 수상 태양광 설치기술 세계최초개발

[언제나 그곳]

성균관대 산학연으로 수상태양광 설치기술 '무회전축' 세계 최초로 개발

성대와 아이앤아이월드, 수상태양광 발전기술 선도

新회전식 수상태양광 발전기술을 세계 최초로 한국에서 개발

성균관대 산학협력으로 수상태양광의 블루오션 선점

△ 사진-무회전축(無回轉軸) 회전식 수상태양광 발전시설, 위치: 수원시 일월저수지

지난 8월 3일 경기도(남경필 지사)와 한국농어촌공사(이상무 사장)는 경기도내 저수지 70곳에 총 235MW 규모의 수상태양광을 설치하기 위한 ‘저수지 수상태양광 설치 확대 업무협약’을 체결했다.

협약에 따르면, 두 기관은 오는 2025년까지 평택호 등 한국농어촌공사가 관리하고 있는 경기도내 저수지 70개소에 발전설비용량 235MW 급의 수상태양광 발전시설을 설치한다.

최근 수상태양광설치 기술을 세계적 수준으로 끌어올린 산학연구 결과가 발표돼 주목받고 있다.

성균관대학교(수원 자연과학캠퍼스)는 산학협력으로 국내시장을 비롯하여 해외시장을 선점할 수 있는 세계 최초의 새로운 회전식 수상 태양광 발전 상용화 기술개발에 성공하였다.

회전식 수상 태양광 발전기술은 일본, 이탈리아, 프랑스, 미국, 이스라엘, 호주 등 일부 기술선진국에서만 개발하고 있으며 ‘무회전축(無回轉軸) 회전식 수상 태양광 발전기술’은 이번이 세계 최초다.

성균관대학교와 공동개발에 참여한 아이앤아이월드 김민우 대표는, “회전식 수상 태양광은 수면 위에 있는 발전시설 전체를 태양을 따라 회전하여 발전량을 극대화시키는 기술로 육상 고정식 대비 30% 이상 발전량이 증가하는 장점이 있다. 국내외의 회전식 수상태양광은 회전축을 중심으로 돌아가는 방식으로 저수지 바닥에 파일을 박으므로 공사비용이 증가하며 가동 후에는 부력체의 동요 및 충돌로 인하여 유지관리가 어려운 단점이 있다”고 말했다.

기존에 설치된 회전식 태양광은 회전축을 저수지 바닥에 고정시켜 회전하는 방식인데 비해  ‘무회전축(無回轉軸) 회전식 수상 태양광 발전기술’은 회전축 없이 수면 위의 발전시설 전체를 회전시킴으로써 구동시스템을 슬림화하여 공사비와 전력소모량을 크게 줄였다. 유지관리도 회전축 방식에 비해 용이한 발전량을 대폭 증가시키는 첨단의 융복합기술이다.

무회전축(無回轉軸) 회전식 수상 태양광 발전시설은 수원 성균관대학교 자연과학캠퍼스 건너편에 위치한 일월저수지에 구축돼 있으며, 수상 태양광 연구를 위한 실증단지도 계획 중이다.

최근 친환경 신재생에너지 시설로 각광받고 있는 ‘저수지 수상태양광 발전시설’은, 저수지 본래의 기능을 그대로 유지하면서 수면 위에 설치된 태양광 설비를 통해 발전하는 방식을 취하고 있다. 수질오염이나 산림훼손의 부담이 적고, 육상의 일반 태양광 모듈이 25℃ 이상 올라갔을 때 효율이 급격하게 떨어지는 것에 비해 수상태양광은 수면 온도가 태양광 모듈의 온도를 낮춰 육상 태양광 설비보다 발전효율도 10%가량 높이는 장점이 있다.

또한 배수로와 연결된 저수지의 경우 햇빛으로 인한 자연증발을 늦춰 호수 건조를 지연시킬 수 있다.

최근 이러한 이유로 전세계적으로 대규모 수상태양광 건설이 큰 주목을 받고 있다.

일본 니시히라 호수에는 1.7 MW의 수상태양광 발전소가 부유식으로 설치됐고, 미국 아리조나에 있는 아쿠아캘린트(Aqua Caliente) 는 10㎢ 면적에 5백만개의 솔라모듈이 부착돼 있다.
경기도 관계자는 수상태양광 설치 사업을 통해 연간 334GWh의 전력을 생산할 수 있을 것이라고 설명했다. 이는 약 9만3000여 가구에 공급이 가능한 전력량이다.

수상태양광이 설치되면 최근 이슈 되고 있는 미세먼지 저감 효과와 연간 6만 톤의 이산화탄소 저감효과, 56만 배럴의 원유수입 대체효과, 그리고 1000만 그루의 나무심기 효과를 거둘 수 있을 것으로 보인다.

아이앤아이월드(대표 김민우)는 해외진출을 위해 프랑스 수상태양광 전문회사 시엘 에 떼르(Ciel et Terre)와 협력계약을 맺었고, 투자자들과 협상중이며, 국내 시민햇빛발전조합과의 협력도 적극 검토하고 있다.