모듈 경사각 낮춘 수상 태양광 발전량 감소로 경쟁력 잃어

[아이앤아이월드]

시화호 수상 태양전지 셀 파손과 부식이 일어난 모습

기술력 부족 개선없이 자초한 수익 감소 국민 혈세로 매꿔

폭설 강풍으로 기후변화 심해지자 구조결함 노출

기술력 문제를 감추고 위험한 사업장 양산

패쇠적 사업구조와 행정편의주의 결탁

1.서론

최근 글로벌 수상 태양광 시장은 가동 및 추진 중인 수상태양광 발전 용량은 약 15.5기가와트로 추정(2021년 기준)되며, 전문가들은 2030년 총발전설비 용량이 62기가와트에 달할 것으로 예측하고 있다. 설치되는 구조적 특성을 보면, 글로벌 시장은 지역적 특성과 이해관계 영향받아서 크게 2가지 형태로 구축되고 있다. 프랑스 중국을 중심으로 한 부력일체형이 세계 수상 태양광 발전시장을 주도하고 있다. ‘프레임형’은 한국을 비롯한 일부 지역에서 도입하고 있으나 가격적으로 우위를 점하고 있는 부력일체형과 국내시장에서 병행 관계를 이루고 있다. 일부 중국기업이 부력일체방식과 프레임형을 결합한 새로운 형태로 설치하고 있으나 시험적 의도가 강하며 시장을 주도하는 상황은 아니다.

2.본론

얼마전 파손 사고를 낸 수상 태양광들의 형태는 ‘프레임형’이며 지속적 외압에 의한 동요로 볼트 풀림과 동시에 공명현상이 확산 되면서 급속도로 구조물 해체가 이어진 것으로 판단된다. 당시 계류장치는 ‘외압 저감 또는 방지 기능 갖는 기술’ 도입을 하지 않음으로써 해풍과 파도 조류에 대한 대응 능력을 갖추지 못한 수상 태양광의 구조적인 문제는 붕괴를 더욱 가속시켰다는 판단이다. 여기서 시화호 수상 태양광 침몰 사건을 같이 들여다보아야만 사고 원인을 도출하는데 수월하다. 시화호에서 일어난 구조물형 수상 태양광 침몰 사건(아래 사진 첨부함)은 전기적 누전과 태양광 모듈의 회손이 일어남과 동시에, 부력체 이탈로 시작되는 수상 구조물 와해 과정이 급속히 진행되며 파손 침수 침몰 전과정이 순차적으로 이어짐을 짐작케 한다.

당시 수상 태양광 구조물과 태양전지는 수면 아래에 가라앉았다. 이는 수변환경에 대한 대응력 부재로 인하여 발생한 대호호 수상 태양광 침몰 사건(올해초 발생)과 대동소이하다. 이유는 당시 계류기술은 외력에 대한 대응 능력이 없거나 응력을 집중시켜서 구조물와 부력체 모두의 피로도를 가속하고 상태를 더욱 악화시켰다는데 동일시 된다. 이는 기존 계류장치가 수상 태양광 설치환경을 좌우하는 핵심기술임에도 불구하고 부력 구조물에 매몰되면서 효율을 간과하고 안정성에 대한 안이한 이해가 부른 참사라고 볼 수 있다.

3.결론

‘프레임형’의 수상 태양광인 경우 바람 조류 파도 등의 외력을 받으면 동요가 증폭하는 상황에 놓이게 된다. 이상황을 진정시키는 방법은 계류장치가 갖고 있어야 하지만 당시 적용한 탄성계류장치나 기타 해상 고박기술은 배나 구조물이 견디도록 설계되어 있기 때문에 붕괴과정으로 진입하는 상황을 억제시킬 수 없었고 도리어 응력을 유도하는 역할을 함으로써 구조물 피로도를 증가시키는 역작용을 했다. 더욱이 프레임형 수상 태양광인 경우 연결부위가 외력에 노출되는 빈도수가 많아서 구조적 취약성을 갖고 있다. 이를 해결하기 위해서는 경량화하는 설계적 노력이 중요한데 사업검토시 기술적 무지로 인하여 대부분 간과하는 경향이 있다. 그런 예가 최근 새만금 실증단지에서 발생한 붕괴사고와 무관하지 않다.

결론은 이러하다. 수상 구조물을 초기 설치시 완벽성 치밀성 안전성을 기해야 한다. 준공후 변경이나 개선, 보수 비용이 많이 들고 때론 불가한 경우도 종종 있기에 그렇다. 이를 무시한 사업진행은 소위 폭탄돌리기와 다름없으며, 공사 중간에 사회적 문제로 비화할 가능성이 매우 높다. 한국 수상 태양광 산업이 글로벌 경쟁력을 갖추기 위한 온전한 길로 접어들길 바란다. 국민 생활 개선에 기여할 그날을 기다리며.

​고구려 을지문덕 장군이 수나라 우중문에게 주는 시를 내 다시 적으니 무모함을 중단하고 '자유 정의 진리' 구하며 '生'을 찾길 권고한다.

神策究天文(신책구천문)

妙算窮地理(묘산궁지리)

戰勝功旣高(전승공기고)

知足願云止(지족원운지)

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

수상 태양광 파손 침몰 사진: 태양전지 침수 이탈

수상 태양광 파손 침몰 사진: 태양전지 침수 파손

수상 태양광 파손 침몰 사진: 태양전지 침수 파손

시화호 수상 태양광 파손 침몰 사진: 부력체 연결부 이탈 침수

충남 서산시 대호호 수상 태양광: 올해초 초속 23.1m/sec 강풍에 파손된 당시 사진

#별첨: 관련논문

1.[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).URL https://journal.kpvs.or.kr/articles/pdf/d28a/cpr-2021-009-04-4.pdf

2.[외국 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).URL

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

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

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