보령댐 수상 태양광 계류장치 문제로 붕괴가 일어난걸까?

[아이앤아이월드]

개요: 보령댐 수상 태양광은 규모 2MW로 2016년 2월 경 준공한 태양광 발전시설이다. 수중송전선로 단선 문제가 연이어 발생하고 있다. 2022년 10경에도 이문제가 발생했고 작년 말에도 동일한 문제가 일어났다. 그전에는 괜찬았는지 의문이 든다. 최근 K-water 발표한 수상 태양광 설비 현황 자료를 보면 동급 대비 보령댐 수상 태양광 전기 생산량 감소는 2021년 23.48%, 2022년 38.70% 가 뱔생했다. K-water 자료에 따르면 2022년에 일조량 증가로 다른 시설은 발전량이 증가하는데 반하여 보령댐의 경우 발전량 감소가 크게 일어났다. 적용된 수상기술의 역작용으로 인하여 앞으로 붕괴로 이어지는것인지 고찰이 필요한 때이다.

1.서론

최근 보령댐 수상 태양광 수중송전선로가 단선되듯이 불안정한 계류기술을 담보로 한 수상 태양광은 砂上樓閣(사상누각)과 같다. 보령댐의 경우 케이블 복구공사는 2022년 10월경에도 실시했다. 이와같이 수상 태양광에서 지속적으로 발생하고 있는 '수평이동 문제'는 방향틀어짐과 위치이탈로 인하여 발생하며 발전량 감소로 이어져 수익성을 악화시키고 발전시설을 '파손과 침몰'로 몰아가는 매우 위험한 요인이다! 이와 같은 환경에서 새만금 '수중 송전 선로망 관리'는 과연 실현 가능성은 매우 불확실할 수 밖에 없다.

수상 태양광은 국내외를 막론하고 규모와 수위변화 폭에 관계없이 바람 등 외력으로 수평이동이 발생하고 있다. 수상 태양광의 수평이동으로 일어나는 시설물 피해는 수상 구조물의 추돌과 이탈로 발생하는 부분파손과 이로 인한 침수 또는 침몰이다. 이보다 앞서서 수중에 설치한 송전선로가 끌려가면서 피복 파손과 침수, 단선 피해가 순차적으로 발생하는데, 현재 이를 대비한 명확한 해결책 없이 경험에 의하여 송전선로의 길이 유격을 주는 방식으로 파손 부위를 최소화하는 자구책이 전부인 실정이다.​

수몰지역 위에 조성한 댐 저수지인 경우 마을이나 도로에 있던 전신주외 기존 시설이 그대로 잠겨있어서 인공구조물과 수목들이 다양한 형태로 장애물이 되어 수중 바닥에 존재한다. 50~100여개 계류선이 늘어져 있는 수상 태양광 설치 지역 내 수위변화가 일어나면 계류선 간 서로 엉키거나 장애물과 감기면서 부유 발전시설은 Collapse(붕괴)를 맞는다. 수상에 설치하는 순간 붕괴는 시간문제로 여지없이 불확실성과 직면하게 된다.​

2.본론

수중 송전선로 문제로 인하여 고가인 수중케이블 교체하면 사업수익은 급감한다. 더욱이 수상 보수작업이 육상 대비 난공사로 배이상 공사비가 지출되기에 그렇다. 수상 태양광은 초기부터 완벽하게 설치되어야 하며 평상시 송선선로의 체계적인 망관리가 매우 중요하다. 즉 독창적인 계류기술이 확보되어야 한다. 최근 보령댐 수상 태양광 수중송전선로가 단선되듯이 불안정한 계류기술을 담보로 한 수상 태양광은 砂上樓閣(사상누각)이다. 흔들리고 떠도는 수상 부유 구조물로부터 물속으로 이어지는 송전선로는 이런 악조건을 극복하고 설치되어야 하는데 케이블이 고무줄처럼 탄성을 갖고 있지않기 때문에 수평이동에 의한 외력을 집중적으로 받게 된다. 장치와 장치를 이어주는 케이블이 감당할 수 없은 최악의 조건을 대비해야 하는것이 현실이다. 이는 한국전기설비규정(KEC)을 준수한다 해도 감당할 수 없는 조건으로 파단이 예견되는 상황에 수중 송전케이블은 놓여있다.​

고박을 위한 계류기술은 송전케이블을 수변에 고정하거나 수상에 안전하게 위치시킬 때도 유용한 핵심기술이다. 기존 외국의 수상 태양광에서 보듯이 바람 등 외력에 의하여 수면을 떠도는 방식으로는 물속 송전 케이블을 온전하게 유지하기 매우 어려워지고 대응방법 또한 엉성해진다. 최근 기사에 노출되고 있는 수십 수백메가 용량의 수상 태양광 발전시설인 경우 송전선로 망관리체계는 불가능에 가까우며, 사고시 고가의 케이블을 재설치하는것 외에 뚜렷한 방법이 없다. 고가의 비용을 담보로 하여 안전을 보장하는것도 아니다. 기술적 한계로 인하여 사업성은 악화되고 지속성 또한 보장받지 못하는 매우 불투명한 사업으로 전락하게 된다.

3.결론

수상 태양광 시설은 'AC 융복합계류장치' 처럼 독창적인고 독보적인 첨단 계류기술이 적용되어야 안전을 보장받게 된다. 계류기술은 수평이동에 대응하고 각종 외력으로부터 발생하는 동요을 제어 진정시켜주는 다양한 기능적 옵션을 제공함으로써 발전시설로써 신뢰를 얻게 된다.

한국은 제조업 위주의 경제성장을 하면서 선진국의 기술을 맹목적으로 따르는 습성을 몸에 갖고 있다. 초기 수상 태양광은 태생적 한계로 인하여 기술적 융합을 실패하고 일본식 기술개발모델을 추구하는 오류를 범하고 말았다. 이는 개발 주체의 잘못된 판단으로 인한것이라고 하겠다. 이후에는 기술 후진국에서 벌어지는 일이 한국에서 일어나는 웃지못할 일이 전개되어 왔다. 대표적인 예가 수상 변전실의 개발로 이는 기술선진국으로의 진입기회를 스스로 막는 어처구니 없는 행위이다. 직류의 특성을 활용하여 진일보한 송전망관리체계를 구현하는 것이 신시장을 개척하는 길임에도 잘못된 판단이 상황을 그르치고 있는것이다. 하물며 수상 변전실 또한 독창적인 기술 획득 없이는 실현 불가능하다는 딜레마에 봉착할것인데 이를 몰랐다면 무능과 무책임의 극치라고 밖에 달리 표현할 방법은 없다. 오만과 방만한 계획은 뻔한 실패로 이어질것이다. 책임회피가 유능을 의미하지는 않는다. 무능을 대변하기는 해도 말이다.

내가 여기에 다시 고구려 을지문덕 장군이 수나라 우중문에게 주는 시를 여기에 적는다.

神策究天文(신책구천문)
妙算窮地理(묘산궁지리)
戰勝功旣高(전승공기고)
知足願云止(지족원운지)

수상 태양광산업이 강소국가 한국의 위상을 드높이는데 일조하길 바라며 나의 글을 맺는다.

관련기사1:
https://n.news.naver.com/mnews/article/001/0013288035

관련기사2:
https://news.kbs.co.kr/news/pc/view/view.do?ncd=6929188

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

보수후에도 방향을 못잡고 위치이탈중인 보령댐 수상 태양광: 해결 못하고 한계상황 직면(참고 https://blog.naver.com/sooapa/223268930086)

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

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

정남향 일치하지 못한채 시설물 간 방향 틀어져서 준공한 소양강댐 수상 태양광(참고 한국동서발전 공식블로그  https://blog.naver.com/iamewp/223261107487)

수위변화로 방향이 틀어져서 가동중인 합천댐 수상 태양광: 준공 당시에도 정남향을 못잡고 있는 사진

#별첨:

아이앤아이월드가 지향하고 있는 수상 태양광 프로젝트는 이렇다.

(1).안전한 시설

(2).효율의 극대화

(3).자연과 어우러진 공간

(4).에너지를 나누는 세상

(5).그리고 가장 '한국다운 기술 구현' 이다.

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

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