[2024 국제그린에너지엑스포 후기] 물 위에서 그리는 태양광의 미래, 스코트라

[2024 국제그린에너지엑스포 후기] 물 위에서 그리는 태양광의 미래, 스코트라

대학생신재생에너지기자단 23기 신지연

 

스코트라, 수상 태양광의 선두주자

[자료 1. 스코트라 로고]

출처 : 스코트라

수상 태양광이란 태양광 패널을 댐이나 저수지 등 물 위에 설치하여 발전하는 방식으로, 스코트라는 2012년 세계 최초로 수력 발전용 댐 상용화 수상 태양광 모델을 선보인 기업이다. ‘물 위의 모든 것’이라는 슬로건에 걸맞게 수상 건축물부터 수상 태양광 설비까지 물 위의 모든 것을 만드는 수상 플로팅 시스템 전문 기업으로서 19건의 수상 태양광 관련 특허와 1,500여 건의 계류 시공 경험을 보유하고 있다.

스코트라의 수상 태양광 발전 시스템은 크게 부력체, 구조체, 탄성체와 같은 계류 장치로 구분된다. 부력체는 내부에 6개의 독립공간을 형성한 격벽 구조로 파손 시에도 부력을 유지할 수 있으며 무충진제 방식으로 재활용이 가능하다. 또한 쇄빙선의 원리에서 착안하여 빙압에 유리한 구조로 설계되었다. 구조체의 경우 용융 아연, 알루미늄, 마그네슘 합금강을 사용한 3원계 코팅으로 우수한 내식성을 보유하고 있으며, 계류 장치는 물 위의 다양한 각도에 유연하게 대응할 수 있도록 설계되었다.

[자료 2. 스코트라의 수상 태양광 시스템 구조체, 탄성체]

출처 : ⓒ 23기 신지연

이번 국제그린에너지엑스포에서는 수상 태양광이 앞으로의 태양광 산업에 있어 게임체인저가 될 수 있을지 다뤄보기 위해 스코트라 관계자와의 인터뷰를 진행하였다. 이를 통해 일반적으로 육지에 설치하는 태양광과 비교했을 때 수상 태양광이 가지는 이점과 단점은 무엇인지, 그리고 수상 태양광의 한계와 이를 해결하기 위해 사용되는 전략에 대해 알아보고자 한다.

 

스코트라 관계자와의 인터뷰

아래는 대학생신재생에너지기자단이 직접 스코트라 관계자분과 인터뷰한 것을 토대로 작성한 내용이다.

 

Q1) 일반적으로 육지에 설치하는 태양광과 비교했을 때 수상 태양광은 어떤 장점이 있나요?

A1) 우선은 에너지 효율인데요, 육상 태양광의 경우 산을 둘러싼 곳에 위치하게 되면 그늘이 많이 지게 됩니다. 이처럼 육지에서는 그늘이나 음지가 생기게 되면서 태양광의 효율이 떨어지게 됩니다. 반면 수상 태양광같은 경우 주변에 음지가 들어설 일이 없고, 물에서 반사되는 빛도 흡수하게 되어 있어 육상 태양광과 똑같은 시공을 했을 경우 약 10% 정도 에너지 효율이 더 높게 나타나고 있습니다.

 

Q2) 수상 태양광에 대한 우려로 부식으로 인한 환경 오염, 내구성, 미관상의 문제로 인한 주민들의 반대 등이 있는데, 이를 해결하기 위해 어떤 전략을 사용하고 계신가요?

A2) 최초로 하천댐 500kW 시공을 했을 때, 3년에 걸쳐 KI 환경영향평가를 진행했습니다. 수돗물을 기준으로 한 수질 검사에서 수질상 문제가 없다는 평가가 나왔습니다. 그리고 포스맥이라는 3중 합금 철강 재료를 사용하고 있는데 도금도 따로 하고 있어 부식 연도를 확 늦추게 됩니다. 바닷물에 대한 염화 실험도 꾸준히 진행하고 있고 부식 정도는 27년까지 버틸 수 있다는 연구 자료가 이미 나와 있습니다. 이처럼 수질이나 부식 상에 문제가 없다는 연구 결과가 없다면 수상 태양광을 설치할 수 없고, 주민분들을 설득할 때도 검증된 자료를 보여드리고 있습니다. 미관상의 문제는 각각 지자체별로 맞춤형 디자인을 진행하고 있습니다. 합천댐의 경우 합천군의 상징인 매화꽃 모양으로 수상 태양광을 설치하였고, 나로호가 있는 고흥호의 경우 나로호 모양과 가장 끝에는 달 모양으로 시공하여 미관을 최대한 해치지 않도록 진행하고 있습니다.

[자료 3. 나로호를 형상화한 고흥호 수상 태양광]

출처 : 스코트라 

 

Q3) 수상 태양광을 설치하는 데 있어 어려운 점이나 한계가 있을까요? 있다면 이를 어떻게 해결하시나요?

A3) 규제 같은 부분은 육상 태양광과 거의 비슷하지만, 시공비가 육상 태양광보다 약 1.4배 정도 더 비쌉니다. 아무래도 수상 태양광은 수상으로 다 옮겨야 하고 하나하나 조립해야 하는 형태이기에 시공비나 재료비가 더 비싸게 됩니다. 이전에는 태양광을 육상에서 다 만들고 크레인으로 하나하나 다 날랐었는데, 별도의 수상 작업장 특허로 공사 시간을 2~2.5배 단축할 수 있게 되었습니다.

 

Q4) 저수위일 때와 고수위일 때 탄성체의 구조가 달라지는 것 같은데, 무슨 차이가 있나요?

 [자료 4. 수위별로 달라지는 탄성 계류 장치]

출처 : ⓒ 23기 신지연

A4) 저수위는 가뭄처럼 물이 부족한 경우 저수지나 댐에서는 물이 바닥까지 보이는 상황이고, 고수위는 홍수나 만조처럼 물이 가득 차는 상황인데요. 탄성 계류 장치는 자동차의 서스펜션과 같은 역할을 하는데, 시멘트 앙카를 바닥에 박아서 계류 장치를 줄로 연결합니다. 저수위일 때는 줄이 늘어지게 되므로 줄을 당겨주고, 고수위일 때는 줄을 늘려줍니다. 이렇게 수위에 따라 탄성 계류 장치에 차이를 두어 태양광이 떠내려가지 않고 제자리에 고정될 수 있게 해줍니다.

 

Q5) 마지막으로 스코트라만의 수상 태양광 구조나 원리에 대해 자세하게 설명해 주실 수 있을까요?

 [자료 5. 스코트라 수상 태양광의 차별점]

출처 : ⓒ 23기 신지연

A5) 스코트라는 환경에 가장 신경을 써서 '3통'으로 햇빛과 물과 바람이 모두 통하도록 태양광을 만들고 있습니다. 수면 위에 햇빛이 닿지 않으면 녹조가 발생하고 수면 아래의 생물체가 사라질 우려가 있기 때문에 햇빛을 우선적으로 통하게 해줍니다. 그리고 물이 흐를 수 있게 중간중간 부력체와 부력체 사이의 간격을 두고, 바람이 통할 수 있게 각조를 세워 수상 태양광이 수면을 다 덮지 않고 기울어지게 설계하고 있습니다. 만약 바람이 통하지 않고 태양광이 수면을 다 덮는 구조라면, 태풍이 발생했을 때 태양광이 말려 들어가는 문제가 발생할 수 있습니다.

 

수상 태양광, 태양광의 미래가 될 수 있을까?

일반적으로 접하던 태양광과는 다른 점에 끌려 수상 태양광에 대해 취재를 하게 되었는데, 스코트라 관계자분의 인터뷰를 통해 생각보다 수상 태양광이 많은 이점을 가진다는 것을 알게 되었다. 특히 산악 지대가 많고, 삼면이 바다로 되어 있는 우리나라의 경우 지리상 그늘이나 음지의 영향을 받지 않는 수상 태양광 기술이 유리하게 적용될 수 있을 것이다. 우리나라의 경우 태풍이 잦은데 이러한 문제도 충분히 기술적으로 보완되어 있어 앞으로 충분히 발전시켜 나가면 태양광 시장의 게임체인저가 될 수 있을 만한 기술인 것 같다. 앞으로도 우리나라의 실정에 맞는 신재생에너지 사업들이 활발하게 추진되기를 바란다.

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수상태양광에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "물 위 발전, 수상 태양광", 작성자(21기 조채완), https://renewableenergyfollowers.org/3705

물 위 발전, 수상 태양광

2. "[2023 국제그린에너지엑스포 후기] 스코트라, 수상태양광의 기준이 되다.", 작성자(23기 김경훈),

https://renewableenergyfollowers.org/4045

[2023 국제그린에너지엑스포 후기] 스코트라, 수상태양광의 기준이 되다.

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참고문헌

1) 스코트라 홈페이지, http://www.scotra.co.kr/index.asp

스코트라