낙후된 기술로 '혁신 막는' 수상 태양광 그들만의 리그로 전락

[아이앤아이월드]

모듈 경사각 낮게 설치한 새만금 수상 태양광 사진

양면형 모듈 적용하려 해도 경사각 낮아 효과 미미

혁신성 없는 기존 기술력으로 진입장벽 만들어

폐쇄적 사업구조와 행정편의주의 합작품

발전량 감소로 수익 급감해 '공익' 허름

1.서론

국내 수상 태양광 시설에 양면형 모듈을 도입하려는 시도가 감지되고 있지만 양면형 패널을 설치하더라도 기대효과가 미미하거나 전혀 없는 경우를 넘어서 동요 및 피로도 누적에 의한 추가적인 문제가 발생할 것이 예측된다. 그이유는 늘어난 하중 때문에 무게중심이 수면 위로 더욱 올라가서 추가적인 동요를 유발하고 소량의 외력에도 과민반응을 일으킴으로써 수상 구조물의 내구력으로는 감내하기 어려운 피로도 누적이 발생하는 등 부정적 영향을 주기에 그렇다.

예견된 현상인데 강력한 계류장치로 정남향을 유지하고 충분한 동요제어 능력이 있다면 가능하겠다. 양면형 태양광 모듈을 설치하는 목적이 수면 반사를 통한 후면광효과로 전기생산량 증대를 기대하기에 그렇다. 그러나 현수상태양광 기술은 경사각을 낮춘 형대로 조성되어 있어서 양면형 모듈을 적용하기에 무리가 있다. 양면형 모듈 도입 취지에 맞게 설치하려면 경사각을 높이고 모듈중량 및 면적 상승을 검토해야만 한다.

2.본론

수상 태양광 시설에 양면형 모듈을 도입하려면 강력한 계류장치로 정남향을 유지하고 동요제어가 가능해야만 한다. 국내 저수지와 댐에 설치한 수상 태양광은 구조적 특징에 상관없이 대부분 크고 작은 문제가 발생중이다. 기후변화로 수위변화가 더욱 심해질수록, 기존 계류장치 시스템은 대부분 수위가 변하면 계류선끼리 엉키고 바닥 장애물에 송전선로가 걸리는 우려스러운 문제 대응에 취약하다. 이는 초기부터 예견된 문제로 바다와는 사뭇 다른 입지조건을 간과하고 설치됨으로써 벌여진 일이다. 보령댐의 사례를 참고하면 이와 같은 문제는 앞으로 지속적으로 발생되고 증가할 우려가 있다. 더욱이 양면형 패널을 수상에 도입할 경우 풍압을 약 10% 하중은 50% 정도 증가한다. 하여 기존 수상태양광 방식으로는 외력에 의한 동요가 더욱 심해져서 위험하여 경사도를 높일 수 없으며 산란광을 모집 또한 불가하다. 댐 저수지는 대부분 수몰 지역이라서 수위변화가 일어나는 지역 내 수상 태양광은 수중케이블 단선 현상에 대한 특별한 대비책을 갖고있어야 한다.

3.결론

모든 산업은 기술적 진화의 과정을 격는다. 수상태양광 역시 예외는 아니다. 현재까지 노출된 현상은 혁신적 기술의 적용을 제한될 수 밖에 없은 사업 추진 구조상 문제로 매우 인위적이란 점에서 안타깝다. 이제 수상 태양광 산업은 양면형 모듈 도입이라는 당면한 과제 앞에 놓여 있다. 이런 위기적 상황을 기회로 전환할 능력은 목숨을 내건 도전 끝에서 획득한 독창적 기술이 바탕되어야 한다.

한국 수상 태양광 산업이 양면형 모듈을 도입하려면 다양한 사업추진 주체를 양성하고 정부는 민간투자를 유도하는 획기적인 기회를 제공하여야 한다. 매너리즘에 빠진 국내 수상 태양광 산업을 개선하고 혁신기술이 시장을 주도하도록 지원책 마련과 진입장벽을 허물어서 역동성을 다시 키워야만 글로벌 경쟁력을 얻을 수 있다. 아울러서 지금 심각한 위기에 직면하고 있을 현수상 태양광 시설들은 신속한 결단과 조치로 다가오는 기후변화에 대비함이 본산업 존폐위기에서 벋어날 수 있는 유일한 방법임을 깨닫길 바란다.

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

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

K-water 에너지 워크숍 Vlog 18분 31분

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

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

위치이탈과 방향 불일치한 보령댐 수상 태양광: 보유 기술 한계 노출(참고  https://blog.naver.com/sooapa/223268930086)

보수후에도 위치이탈과 방향 불일치한 보령댐 수상 태양광 : 보유 기술 한계 노출(참고  https://blog.naver.com/sooapa/223268930086)

정남향과 일치하지 않고 시설물 간 방향 틀어진채 준공한 소양강댐 수상 태양광(참고 한국동서발전 공식블로그  https://blog.naver.com/iamewp/223261107487)

방향이 틀어진채로 가동중인 합천 수상 태양광: 준공 당시 사진

방향이 틀어진채로 가동중인 합천 수상 태양광: 준공 당시 사진(출처 환경부)

#별첨

1.해외 관련논문

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

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

2.국내 관련논문

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/

3.복원력 계류 시스템 동영상

(1). 강풍 속 수상 태양광: INIWORLD's Stationary Floating solar plant in the strong wind

https://www.youtube.com/watch?v=WKyspOSC2pI&feature=youtu.be

(2). 23.1m/sec 강풍 48시간 지속되는 환경 속 동요 없음:

There is No-Axis Rotating Floating Solar Plant of INIWORLD under heavy wind.

The maximum wind speed is 83.16KM per hour! Strong wind blew for 48 hours!

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

There is No-Axis Rotating Floating Solar Plant of INIWORLD under heavy wind.

복원력 계륮장치로 고박한 수상 태양광 전경

회전추적식 수상 태양광 사진

복원력 계류장치 플랫폼

콘크리트 싱커