기후위기로 동요하는 수상 태양광 '부유식 방파제' 안전 위협

[아이앤아이월드]

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충남 당진 대호호 수상 태양광: 동서발전 제공

폭설 강풍에 흔들리는 부유식 방파제 외력 집중

혁신 기술 없어 통제력 상실 후 난관 봉착

수위변화 및 파력 견디지 못하고 틀어져

특단 대책 없으면 침몰로 치달아

1.서론

국내 부유식 방파제 연구 기록을 찾아보면 제주신항만공사 때 한적이 있으며 그이후 부유식 풍력발전기 개발시에도 비슷한 연구가 뒤따르고는 있다. 새만금 수상 태양광 연구에서도 비슷한 내용이 연구 시도되고 있다. 아직까지 모두 뚜렷한 성과는 없다. 막대한 국가연구비 지원을 받았음에도 성공했다는 소식은 들려오지 않고 있다. 그럼에도 새만금을 비롯해 서남해안 수상 태양광 구역 내 부유식 방파제를 설치하고 있으며 유사 계획이 발표된 바 있다. 한국농어촌연구원 등 관련기관에서 동일한 내용이 담긴 연구가 진행되고 있으나 아직 뚜렷한 결과는 보고되지 않고 있다. 그만금 필요성은 있으나 성공을 보장 못받는 기술분야이다.

2.본론

부유식 방파제는 수상 태양광 시설 외곽에서 파도와 바람을 먼저 맞닥트리는 위치에 있고 이들 외력으로부터 수상의 발전시설을 보호하려는 목적성을 갖고 있다. 마찬가지로 수평이동 제어기술을 구비하지 않은 경우 선박이나 해상에서 사용하던 고박방식을 적용하면 파도를 막지못하고 그냥 투과시키게 되며 바람막기는 커녕 방파제 스스로를 주체하는데 한계에 봉착할 가능성이 있다. 이 경우 부유식 방파제와 수상 태양광이 추돌하는 위험한 상황이 벌어지면 이런 위기상황을 대응할 능력이 없으니 눈앞에서 전체 시설이 파손 침몰되는 순간 아무런 조치도 못취한채 수수방관하게 된다. 이와 유사한 상황은 올초 충남 대호호 100MW 수상 태양광 발전시설 설치중 파손 침몰 사건이 벌어졌을 때 발생했다. 당시 23m/sec의 바람이 불었다. 수평이동을 허용하게 되면 그다음은 공명현상이 뒤따른다. 이 상황에 이르게 되면 수상 부유체는 계류장치의 도움 없이는 위치를 지키고 방향을 유지하는것은 불가하다. 새만금 실증단지 내 수상태양광 역시 상황을 다르지 않다.

3.결론

기존 계류장치로는 구조물 방식인 부유식 방파제가 외력로부터 수상 태양광이 받는 충격을 완화 제거하는데 적합하지 않다. 특히 새만금에 수상 태양광을 설치하면 고박이 느슨해지면서 풍압과 수변환경의 영향을 받아 연결부위에 크고 작은 충격을 지속적으로 받는다. 이는 부유 구조체의 와해와 부력체와 강제 구조간 비동기 진동을 증폭시겨서 충돌 파손 침수 침몰로 이어지는 붕괴 과정을 진행하게 된다. 기존 설치방식은 강한 장력을 받고 있어서 부분파손이 일어나도 수리가 곤란하거나 불가능한 경우가 있다. 이는 새만금에 부유식 방파제를 설치하려는 취지에 맞게 기능하기 위해서 극복해야 하는 까다로운 조건으로 지속적인 동요가 시설 파손 붕괴로 이어지는 직접적인 요인이기에 그렇다.

방향을 잡지 못하고 위치조차 고수하지 못하면서 부유식 방파제를 설치하려는 행위는 목적에 관계없이 허구적 행위이다. 책임을 전가하려는 의도가 아니라면 진정성 있는 노력을 보이고 기술로 말해야 한다. 기술을 증명함에 있어서 요건의 적합성 완벽성을 이루지 못하는 현새만금 수상 태양광은 혁신적 기술에 도움을 받아야 한다. 능력없는 자의 위세는 허망할 따름이다. 대신 시간 축내지 말고 물러서는것이 生을 구하는 길이다.​

내가 여기에 다시 고구려 을지문덕 장군이 수나라 우중문에게 주는 시를 여기에 적음이 의미가 있기를 바란다.​​

神策究天文(신책구천문)

妙算窮地理(묘산궁지리)

戰勝功旣高(전승공기고)

知足願云止(지족원운지)

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경사각과 정남향 이탈에 따른 발전량 증감 추이-서울특별시

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

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

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

경사각 낮게 설치된 새만금 수상 태양광 실증 단지

아이앤아이월드 수상 태양광 개념도

독보적 '복원력 계류기술'로 고박한 수상 태양광 발전 시설

#별첨:

1.아이앤아이월드 수상 태양광 발전 특징

1).무축 회전추적식은 축이 없어서 축공사비 절감

2).축과 구조물 간 충돌 사전 차단함으로 유지 관리 장점

3).복원력 계류장치를 활용하여 소파제 설치하면 파도 필터링 기능 제공

4).태풍에 대비 복원력 계류 시스템으로 고정함으로써 강한 바람에도 안전

5).복원력 계류기술 적용하여 오탁방지막을 설치하여 홍수로 인한 부유물로부터 발전시설 보호

6).무축 회전식은 축공사가 불필요하여서 파일공사로 인한 담수의 누수 문제 및 파이핑(Piping) 현상 방지

7).복원력 계류장치는 저수지 바닥면 암반의 균열에 의한 제방·사면 균열, 침하 등 붕괴위험 문제 사전 차단

2.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).URLhttps://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