[솔라투데이 최홍식 기자] 후쿠시마 원전사고와 파리기후변화협약 등을 이유로 신재생에너지에 대한 관심은 지속적으로 증가했다. 그 가운데서도 태양광발전에 대한 수요와 관심은 독보적으로 많아진 상황이다. 국내 상황만 살펴보더라도 주춤하던 태양광 산업이 활성화 분위기이며, 각 지자체에서도 다양한 태양광 사업을 시행하고 있다.
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| 선소프트웨어 이지선 대표는 태양광발전의 올바른 설계 진단이 필요하다고 강조했다. [사진=솔라투데이] |
태양광발전이 늘어난만큼 발전소 설치에 대한 민원은 물론 부지부족, 발전 효율 하락에 따른 경제적 손실 등과 같은 각종 문제들도 제기되고 있다. 그동안 태양광발전 확산에 집중했다면 이제는 관리에 초점을 둬야 할 때다.
정부의 태양광발전 관련 정책 확산과 재정 지원 등을 이유로 태양광발전 사업이 다양해지고 있다. 특히 경기침체 상황에서 태양광발전을 통한 수익 창출 효과에 관심이 높아지면서 투자 개념으로 태양광발전에 접근하는 사례도 많아졌다.
태양광발전 시설의 관리는 설계단계부터 진행돼야
태양광발전 시설을 관리하는 방법에는 여러 가지가 있겠지만 우선적으로 살펴봐야할 것이 설계단계다. 최근 시장에서 활성화되고 있는 유지보수 관리 영역도 관리에 속하지만 이는 설치 시공 후 발전 효율 유지와 모듈 수명 유지를 위한 활동이며, 그보다 설계 단계에서부터 태양광발전에 대한 관리가 이뤄질 필요가 있다. 처음 시공설계 과정에서 관리가 이뤄진다면 최고의 발전 효율과 수익 창출을 위한 설계가 가능하며, 시공 후 각도 재조정에 따른 비용 부담을 덜 수 있다.
설계 단계의 오류로 발전량 하락
설계 단계에서부터 관리가 필요한 상황은 실제 태양광발전소 설치 사례들을 통해 확인할 수 있다. 첫 번째 사례는 설치 방향과 각도 진단 실패로 발전 효율이 낮은 경우다.
지난 2015년 A 기업은 미래 신성장 사업으로 태양광발전 사업을 선정하고 지방 공장에 1MW 규모의 태양광발전소를 설치 시공했다. 설치 후 발전량이 예상보다 적게 나오는 것에 대해 어떤 문제가 있는지 컨설팅을 진행했고, 진단 결과 설계 시공과정에서 고려해야 할 모듈의 방위각과 경사각 부분에서 문제가 있었으며, 연결된 전선 크기에도 문제가 있었다.
이에 A 기업 대표는 “태양광발전 사업을 실행하기 위해 수많은 사람을 만났지만 설치방향이나 각도의 중요성에 대해 이야기 해준 사람이 없었으며, 그로 인해 발전량 차이가 이렇게 나타날지 몰랐다”고 했다. 설계과정의 중요성에 대해 확인할 수 있는 사례로 초기 시공단계부터 설계 진단 관리 과정을 거쳤으면 충분히 해결 가능한 부분이었다.
기상데이터 차이에서 발생하는 시공 오류
두 번째 사례는 축적된 가상 데이터의 오류를 통해 설계 시공 후 발전량 하락이 나타난 경우다. 올해 상반기에 있었던 것으로 P 태양광발전소의 발전량 보증 문제로 B 시공사가 예상발전량에 대한 컨설팅을 실시했다.
진단 결과 설계과정에서 사용한 기상데이터의 차이에서 발전량 하락이 비롯된 것임을 확인했다. P 태양광발전소를 설계한 설계사무소에서는 PVsyst 프로그램을 사용해 예상발전량을 측정했는데 이는 선소프트웨어의 설계 솔루션인 SUN SP의 예상발전 발전량과 큰 차이를 보였다.
이 사례는 기상데이터의 차이에 따라 나타난 결과로 PVsyst는 미국 나사의 기상데이터를 사용한데 비해 SUN SP는 한국에너지기술연구원(KIER)의 데이터를 적용하고 있다.
태양광발전 설계에 주로 사용되는 NASA의 기상데이터는 국내 실정과 맞지 않는 부분이 많아 실제 시공 후 발전량 차이를 보이는 요인이 되고 있다. 태양광발전 설치과정에는 설치 장소에 따른 여름과 겨울의 모듈 온도 변화를 고려해야 하고 설치 장소의 특수한 요건을 고려한 데이터 사용이 필요한 것을 확인할 수 있는 부분이다.
정확한 설계 진단 관리를 통해 발전량을 높일 수 있다
태양광발전 설계는 단순히 시스템을 설치하기 위한 도면 작업이 아니다. 최적의 효율과 유지보수를 고려한 설계가 필요하고 설계에 따른 보다 객관적인 예상발전량을 산출해야 한다.
같은 용량을 설치할 경우에도 설치장소나 조건에 따라 예상발전량이 달라짐을 인지해야 한다. 예상발전량 추정은 대부분 설치용량과 3.6시간의 평균 일사랑 데이터를 곱한 값으로 추정하고 있다. 예상발전량 추정에 있어 설치장소의 일사량데이터는 물론 그 지역의 바람과 온도, 경사각과 방위각을 고려해야한다. 또한, 일반적으로 사용되는 데이터 자료가 아닌 국내 상황에 맞는 데이터 사용도 중요하게 고려해야 할 요소다.
설계관리 전문가 양성 필요
예상발전량을 정확하게 산출한 후 모니터링을 통해 비교함으로써 발전량 저하에 따른 변수를 진단하고 처방하는 전문의 양성도 필요한 시점이다. 이런 전문가 양성은 국내 태양광 산업의 발전을 이끄는 것은 물론 새로운 일자리 창출에도 기여할 수 있다. 태양광발전 설계 진단의 가장 큰 자료는 설계 값이다. 앞서 언급한 예상발전량은 진단의 기준이 되므로 정확한 추정이 뒤따라야 한다.
태양광발전소는 20년 이상 운용되는 설비다. 때문에 초기 설계단계에서부터 기상데이터와 시간흐름에 따른 모듈의 출력저하 ,인버터 변환효율저하, 배선상태 등을 종합적으로 고려해서 예상발전량을 확인해 설계해야한다.
올바른 설계과정을 거쳐 시공된 발전소에 대해 주기적인 유지관리까지 이뤄진다면 발전량 하락에 대한 우려는 줄어들 것으로 보인다.
