수상 태양광 발전 시스템 동향

■ 태양광 에너지 발전 시스템

지구온난화로 인한 기후변화로 문제로 신재생 에너지의 필요성은 계속해서 증가하고 있다. 신재생 에너지는 태양광, 태양열, 바이오매스, 풍력, 수력 등 다양하게 존재한다. 이 중에서 태양광에너지의 경우 독일에서 신재생에너지 공급원 중 태양광에너지의 비율이 약 11.8%에 달하며, 우리나라도 2012년 기준 약 7%에 도달한 만큼 얻을 수 있는 태양광에너지의 양이 많다[1]. 그러나 태양광 에너지는 발전 효율이 낮은 편이기 때문에, 이를 극복하기 위해서 넓은 부지가 필요하다. 이는 국토가 적은 우리나라에는 한계점이 되며, 태양광 에너지 발전 시스템을 설치하기 위해서 산림이 파괴될 수 있다는 것을 뜻한다. 환경을 지키기 위해 신재생 에너지의 비중을 높여도 산림훼손이라는 다른 형태의 환경파괴라는 모순을 낳는 것이다. 그래서 수상에 태양광 발전 시스템을 설치하여 위 문제들을 해결하는 수상 태양광 발전시스템이 대안 기술로 떠오르고 있다[2].
수상 태양광 발전 시스템의 기본 원리는 육상 태양광 발전 시스템과 동일하다. 그러나, 설치하는 위치가 다르기에 초기 투자 비용, 내구성, 온도로 인한 발전 효율 등의 차이점이 있다 [3]. 이 중 가장 큰 차이점은 설치 방법이다. 육상에 비해 수상에 설치할 경우 물의 부력을 이용한 설치 방법을 고민해야 하고 부식, 유지 보수 방법 등의 연구도 필요하다. 자세한 육상, 수상 태양광 발전 시스템 각각의 특징을 아래 표 1에 정리했다.

■ 수상 태양광에너지 발전 시스템 동향

수상 태양광 발전 시스템은 2007년에 미국과 일본에서 최초로 시도되었다. 미국의 경우 동일면적 대비 전력 생산량이 1%의 증가하였으며, 일본은 태양광 모듈의 경사가 10도였음에도 불구하고 육상에 30도 각도로 설치된 것과 동일한 성능을 보였다고 발표하였다 [4, 5]. 이 외에도 2008년 스페인/이탈리아에 30kW급 수상 태양광 발전 시스템이 설치되었고, 2013년 프랑스 Ciel & Terret 사가 일본에 1.1MW의 일체형 수상 태양광을, 2014년는 일본에 0.7MW의 부력 일체형 수상 태양광 시스템을 설치하였다.
	우리나라는 2009년에 한국농어촌공사와 솔라비젼이 함께 석문 저수지에 2.4kW의 파일럿 플랜트를 설치하면서 수상 태양광 발전을 최초로 시도하였다. 이후에 2011, 2012년에 합천 댐에 100kW, 500kW 정도의 수상 태양광 발전 설비를 가동하였으며, 2013년 당진에 1MW의 수상 태양광 시스템, 2014년에는 추풍령 저수지에 2MW의 수상 태양광, 2015년에는 오태, 지평 저수지에 각각 3MW, 6MW 정도의 수상 태양광 발전 시스템을 설치하였다 [6].
	유럽 태양광 산업 협회에서 각국의 태양광 확대 정책으로 태양광 시장은 꾸준히 성장할 것으로 전망했다. 우리나라의 경우 약 10억불의 시장이 존재할 것으로 예측되는데, 이를 위해서 개발할 수 있는 수상에 태양광 발전 시스템을 설치할 경우 약 4.17GW 정도의 에너지를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 이는 100만kW급 원자력 발전소 4기에 해당하는 것으로 상당한 전기에너지를 태양광으로 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
	위 개발할 수 있는 수상은 대부분 저수지와 댐으로 태양광 발전 시스템을 바다에 설치하고 관리할 수 있는 기술이 개발된다면, 더욱 많은 양의 에너지를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

출처

[1] 이재형, 원창섭, 최영관, 수상 태양광발전시스템 기술개발 및 시장 동향, 한국태양광발전학회, 1(2), 37-56, 2015
[2] 김승연, 수상회전식 태양광발전시스템 실증효율 분석에 관한 연구, 한양대학교 석사학위논문, 2015
[3] Y.K. Choi, A study on power generation analysis of floating PV system considering environmental impact, Int. J. Software engineering and its application, 8(1), 75-84, 2014
[4] 이남형, 수상태양광 에너지와 환경을 생각한다, 퓨처에코, 49, 2013
[5] 최형철, 100[kW] 수상태양광발전시스템의 운전특성 분석을 위한 실증 연구, 한양대학교 석사학위논문, 2014
[6] 이세현 외, 수상태양광 발전시스템 실용화를 위한 ICT 융합기술개발(2차년도) 연구보고서, 2013