새만금 부유식 방파제는 안전할까? 현수상 태양광 기술로는 역부족!

[아이앤아이월드]

수위변화 대응력 부재로 방향 못잡는 수상 태양광 계류장치로,

새만금에 부유식 방파제 설치 가능할까? 엔지니어는 '기술'로 말한다!

독보적 진동제어 능력 가진 국내 수상계류장치 출현을 기리며!

아래 사진들은 현재의 기술력만으로 수상 태양광을 수행한다는것은 무모하기 그지없는 행위이자 이분야에 몸담고 있는 다수의 엔지니어를 배신하는 짓이요, 모멸감 주고 희망을 짖밝는 행위임을 여실히 보여준다. 지금 새만금은 독창적 진동제어기술 가진 계류장치의 출현이 절실하다!

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)

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 못받는 기술개발이다.

2.본론

작금에 설치하는 수상 태양광의 경우를 봐도 경사각을 12도 내외로 낮추는데 이는 적합한 수상계류장치기술이 없으니까 풍압으로 인한 부하를 줄여보기 위한 궁여지책이다. 풍압이 주는 악영향으로부터 오로지 부유구조물을 버티는 방법이란것이 바람을 피하는 것이라지만 이방법으로 부유 구조체의 피로도 저감과 내구력 유지에는 도움이 될지라도 사업수익은 급감하는 막막한 상황과 마주해야 한다. 이는 수상 태양광 발전에 부여하는 가중치로 적자를 보전하겠다는 의도가 내포하고 있다. 아래 표를 보면 경사각을 12도 내외로 낮추어 설치한 수상 태양광인 경우 대비 12% 발전량이 급감하는것을 확인할 수 있다. 본계절별 일사효율 분석표는 오랜동안 태양광 발전을 연구하면서 축적된 자료를 근거로 작성된 것이라 오차는 없는 것으로 봐야한다.

이런한 상황은 부유식 방파제도 다르지 않다. 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 상황이 다르지 않다.

관련기사:

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

새만금 수상태양광 구조물 파손: 출처 연합뉴스

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

관련기사: 

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

3.결론

수위변화와 외력은 기존 계류장치로는 구조물 방식인 부유식 방파제가 외력로부터 수상 태양광이 받는 충격을 완화 제거하는데 적합하지 않게 한다. 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 요인이다.

위 사진들은 방향을 잡지 못하고 위치를 고수하지 못하면서 부유식 방파제를 설치하려는 것은 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 못하는 지금 새만금 수상 태양광은 기본적 기술검토에 충실해야 한다.

독창적인 진동제어기술인 계류장치 개발은 알키미스트 프로젝트로 그출현은 인고의 시간을 거쳐서 한국에서 일어났다. 수상의 모든 시설에 적용가능한 기술 개발은 가능성 제로에 가까운 사건이다. 새만금 수상 태양광 관련 문제들은 모두 한 방향을 향하고 있다. 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 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)

#별첨

아이앤아이월드의 독창적인 'AC융복합계류장치'

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

[아이앤아이월드 수상 태양광 발전기술 특징]

(1)무축 회전식은 축이 없기 때문에 축공사비 절감

(2)축과 구조물간의 충돌이 없기 때문에 유지관리 장점

(3)태풍이 오는 경우, AC 융복합계류 시스템으로 고정하여 강한 바람에도 안전

(4)AC 융복합계류시설을 이용하여 오탁방지막을 설치하면 홍수로 인한 부유물로부터 발전시설 보호 가능

(5)AC 융복합계류장치를 활용하여 소파제 설치하면 파도 필터링 기능 제공

(6)무축 회전식은 축공사가 불필요하여서 "파일공사"로 인한 담수의 '누수현상' ‘파이핑(Piping) 현상'을 방지

(7)AC 융복합계류장치는 저수지 바닥면 암반의 균열에 의한 "제방·사면 균열, 침하" 등 붕괴위험 문제 사전 차단 가능

1.[근거논문-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.[근거논문-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).URLhttps://www.mdpi.com/2076-3417/12/24/12926

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