전문가 의견: 새만금 부유식 방파제는 안전할까?

[아이앤아이월드]

개요: 엔지니어는 '기술'로 말한다. 지금 새만금 프로젝트에는 독창적 진동제어기술 가진 계류장치의 출현이 절실하다! 수위변화 대응력 부재로 방향 못잡는 수상 태양광으로, 새만금에 부유식 방파제 설치가 가능하지 않기에 그렇다. 합천에서 시작해서 최근 소양강댐까지 수상 태양광은 규모를 키워왔지만 기술은 전혀 변한 것 없이 그대로다. 수상 발전시설을 위협하는 수평이동 문제와 흔들림 현상을 해결 못한채 준공하고 있음에 놀라움을 감출 수 없다.

아래 사진들은 현재까지 알려진 국내 수상 태양광 능력의 한계치를 여실히 보여준다. 소양강댐과 합천댐 준공 사진은 엔지니어의 시각에서 보면 뻔뻔하다는 생각마저 든다. 무식하니 용감해진건가? 아니면 이래도 된다는 '야만적 오만'의 발로인가?

부유 구조체외 계류 등 안전장치가 미흡한 상태로 새만금 부유식 방파제와 수상 태양광을 조성한다는것은 무모하기 그지없는 행위이자 이분야에 몸담고 있는 다수의 엔지니어를 배신하는 것이요, 모멸감 주고 희망을 짓밝는 작태에 불과하다.

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

보수후에도 위치이탈과 방향 불일치한 보령댐 수상 태양광 11월 모습 : 보유 기술의 한계 노출(참고    https://blog.naver.com/sooapa/223268930086)

준공당시 보령댐 수상 태양광: 2016년 준공 사진

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(출처 환경부)

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

1.서론

새만금 내 수상태양광 설치 예정위치에서 바람에 의해 생성되는 풍파는 최대 26.6m/s와 29.3m/s가 일어난다. 동지역 내 수상 태양광 실증단지를 보면 태양전지가 모두 누어져서 설치된 모습을 볼수 있다. 새만금 수상 태양광 설치계획을 보면 외측에 부유식 방파제를 조성한다. 과연 지금 이대로 가능할까? 독창적 계류 메커니즘을 기반으로 한 진동제어기술이 있어야 가능하다. 제주신항만공사 때 부유식 방파제 연구를 한적이 있다. 그이후 부유식 풍력발전기 연구 때도 비슷한 연구 가 있었다. 수상 태양광 연구에서도 유사한 연구개발이 시도되고 있다. 모두 뚜렷한 성과는 없다. 막대한 국가연구비 지원을 받았음에도 성공했다는 소식은 들려오지 않고 있다. 그럼에도 새만금에 부유식 방파제를 설치한다는 계획이 발표된 후로 한국농어촌연구원도 동일한 내용이 담긴 연구를 진행중이다. 그만금 필요성은 있으나 성공을 보장 못받은, 실패 확률이 매우 높은 연구과제이다.

2.본론

이런한 상황은 수상 태양광 연구개발 과정에도 발견되고 있다. 최근 몇 년간 설치되는 수상 태양광의 경우 경사각을 12도 내외로 낮추는데 이는 적합한 수상 계류장치 기술이 없으니 풍압으로 인한 부하를 줄여보기 위한 궁여지책이다. 풍압이 주는 악영향으로부터 부유 구조물 안정 유지를 위해 바람을 피해보지만, 부유 구조체 피로도 저감과 내구력 유지엔 도움이 될지라도 발전량과 사업수익이 급감하는 막막한 상황과 마주해야만 한다. 여기에 불손한 의도가 있다면 수상 태양광 발전에 부여하는 가중치로 적자를 보전하는 목적사업으로 변질시키려는 의도의 표출로 봐도 무방하다. 아래 표를 보면 경사각을 12도 내외로 낮추어 설치한 수상 태양광인 경우 12% 발전량이 급감하는것을 확인할 수 있다. 본계절별 일사효율 분석표는 오랜동안 태양광 발전을 연구하면서 축적된 자료를 근거로 작성된 것이라 오차는 없다. 이 내용을 모르고 수상 태양광 사업을 추진하는 자는 없다.

한편 부유식 방파제는 수상 태양광 시설 외곽에서 파도와 바람을 먼저 맞닥트리는 위치에 있고 이들 외력으로부터 수상의 발전시설을 보호하려는 목적성을 갖는다. 수면 위 방파제가 수평이동 제어기술을 구비하지 못하고 선박이나 해상에서 사용하던 고박방식을 적용하면 파도 등 외력을 막지못하고 그냥 투과시키거나 '바람'막기는커녕 방파제 스스로 주체하는데 한계에 봉착할 것이다.

이 경우 부유식 방파제와 수상 태양광이 추돌하는 최악의 위험한 상황에 도달하면 위기상황 대응능력이 전무하니 아무런 조치도 못취한채 눈앞에서 전체 시설이 파손되고 침몰하는 순간을 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 상황이 다르지 않다. (관련기사 1, 2)

3.결론

사진 속 수상 태양광 시설은 방향을 잡지 못하고 위치를 고수하지 못하면서 부유식 방파제를 설치하려는 것이 목적에 관계없이 허구적 행위 그이상도 그이하도 아님을 보여준다. 책임을 전가하려는 의도가 아니라면 진정성 있는 노력을 보이고 기술로 말해야 한다. 기술을 증명함에 있어서 작고 큼의 차이는 무의미 하다. 허나 작은 시설이든 규모가 큰 시설이든 요건의 적합성 완벽성을 이루지 못한 지금 새만금 수상 태양광이라면 당장 기본적 기술검토와 토론에 들어가야 한다.

기존 수상고박기술을 도입한 부유식 방파제가 수위변화와 외력으로부터 수상 태양광이 받는 충격을 완화 제거하는데는 명확한 한계가 있음은 알려진 사실이다. 그럼에도 새만금 수상 태양광을 설치하면 고박이 느슨해지면서 파도 풍압 등 수변환경의 영향을 받아 연결부위에 크고 작은 충격을 지속적으로 받게 된다. 이는 부유 구조체의 와해와 부력체와 강제 구조간 비동기 진동을 증폭시겨서 충돌 파손 침수 침몰로 이어지는 붕괴 과정을 진행한다. 기존 수상 태양광 방식중 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 동요와 함께 시설 파손 붕괴로 이어지는 간접적인 요인으로 작용한다.

INIWORLD 독보적 'AC 융복합계류기술'로 고박한 수상 태양광 발전 시설 사례

새만금 수상 태양광 관련 문제들은 모두 한 방향을 지향하고 있다. 독창적인 진동제어기술의 출현이다! 위에서 다룬 내용에서 인지하였듯이 '유니크한 진동제어 계류장치의 연구개발'은 알키미스트 프로젝트이다. 그출현이 인고의 시간을 거쳐서 여기 한국에서 일어났다. 수상의 모든 시설에 적용가능한 기술 개발은 가능성 제로에 가까운 사건이다. 수상에 떠있는 모든 구조체는 방향과 위치를 유지할 때 존재 의미가 있다, 부유식 방파제가 특히 그렇다. 그렇기 위해선 적합한 계류장치가 구비되어야 한다. 아이앤아이월드의 'AC융복합계류장치' 기술은 강한 이식성을 갖고 있으며 기존 기술들이 구현하지 못한 기능을 갖고 있어서 다양한 응용분야에 적용 가능하다.

엔지니어가 기술적 자존심을 버리고 오만과 물욕에 눈이 멀어서 부끄러움을 모른다면 발담고 있는 자 모두가 망한다. 자신없는 자의 위세는 허망할 따름이다. 대신 시간 축내지 말고 물러서는것이 生을 求하는 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)

관련기사 1:

https://n.news.naver.com/mnews/article/001/0013288035

새만금 수상태양광 구조물 파손

관련기사 2:

https://news.kbs.co.kr/news/pc/view/view.do?ncd=6929188

가동도 못 해보고…수상태양광 구조물 강풍에 ‘와장창’

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