수상태양광 부유체가 수상태양광 핵심기술

[Industry News 박관희 기자] 현재 국내 태양광발전소는 수상태양광 R&D를 진행하고 있는 K-water와 국내 수자원 보유 양대축인 한국농어촌공사가 주도해 유휴수면을 활용하는 수상태양광발전소 구축을 통한 신재생에너지 개발에 나서고 있다.

국내 저수면적의 약 7%를 활용할 경우 약 5,304MW 규모의 수상태양광 개발이 가능한데, 바람과 날씨에 따라 움직임이 있는 수면을 이용한 탓에 플로팅 기술이 무엇보다 중요하다. 따라서 수상태양광은 구조체(이하 부유체)와 계류장치, 태양광발전설비와 수중케이블 등의 장비와 시설이 필요하다. 부유체는 모듈을 설치하는 수상부체이고, 계류장치는 수위변동에 대응하면서 남향을 유지할 수 있도록 지지하는 역할을 맡는다.

K-water에 따르면 수상태양광 부유체 계류시설이 차지하는 구성 비율은 건설비의 약 43%로 수상태양광에서 차지하는 비율이 다소 높은 편이다. 이는 곧 수상태양광에서 부유체가 중요 기술이라는 말과 다르지 않다.

일반적으로 소규모 저수지는 건설비 절감을 위해 부력일체형을 주로 사용하고, 중·대규모의 댐은 안전성과 환경적 측면을 고려해 프레임형 구조체를 주로 사용하고 있다.

최근 수상태양광 부유체는 기존 폴리에틸렌(PE)소재와 이에 코팅, 또는 메탈을 접목하는 소재 등으로의 발전을 이어나가고 있다.

SWEET 2018에 참가한 수상태양광 기업들을 통해 현재 수상태양광 부유체의 트렌드를 확인할 수 있었다.

스코트라, 선박의 격벽구조와 동일한 PE 소재 부유체

수상태양광 1세대 부유체 기업이라고 할 만한 스코트라는 지난 2004년 FRP소재의 부력체를 개발해 2015년 회전성형 공법으로 PE소재의 부유체를 개발했고, 현재는 PE 사출성형을 통해 부유체를 생산하고 있다.

스코트라 부유체의 기술 핵심은 특허를 획득한 멀티룸 부력체라는 점이다. 부력체 내부에 6개의 격벽을 만들어 외부 충격이나 외력으로 인한 파손시 재활용이 가능하고 침수를 방지하고, 빙압에 의한 수축과 열에 의한 팽창에도 변형이 없다는 장점이 있다.

현재까지 수상부유시설 누적 1000개소를 시공했고, 수상태양광발전소는 12개소에 스코트라의 기술이 적용됐다. 스코트라 김후용 부장은 “K-water의 요청으로 수상태양광 부력체 개발에 참여해, 수상태양광 부력체의 어제와 오늘을 함께하고 있다”면서 “현재는 LS산전 등과 협업해 수상태양광발전소 부유체 기술 발전을 이끌고 있다”고 밝혔다.

금강산전, 친환경 수상태양광 사출성형 부력체

금강산전의 부력체는 친환경 수상태양광용 사출성형 부력체다. 친환경원료인 폴리프로필렌 사용해 수질오염을 방지하고, 특히 폴리프로필렌에 일정비율의 산화방지제와 함께 UV 차단 원료를 혼합, 내구성을 높여 제품 수명을 획기적으로 늘였다.

스티로폼이 내장돼 외압에 강하고, 특히 동절기와 하절기에 내부공기가 수축 팽창되는 것을 막는다. 부력체 외부에 연결고리가 달아 수상태양광 구조물과 손쉽게 체결 가능하다는 점도 장점이다.

금강산전 강승이 차장은 “수심 60m 테스트를 거친 제품이다. 침수로부터 안전한 부유체로 정평이 나있고, 특히 온도변화가 큰 겨울철 깨짐이나 형태 변형 등에서 자유롭고 안정성을 보장한다”고 밝혔다.

네모이엔지, 구조일체형 메탈프레임 부유체

네모이엔지는 친환경메탈프레임 태양광 부유체를 소개했다. 기존에 없던 개념인 메탈 소재는 장시간 품질유지가 가능하고 환경오염을 사전에 방지한다.

구조물 역시 롤-포밍머신을 통한 자동화 생산라인을 구축했으며, 기술력을 바탕으로 메탈 프레임을 소재로 한 수상태양광 부유체를 개발해 2017년 세계 최초로 메탈 프레임 부유체를 활용한 수상태양광 발전소를 건립했다.

네모이엔지 관계자는 “이미 네덜란드 등 해외에서의 반응이 고무적이다”면서 “국내 수상태양광 기술을 한 단계 도약시킨 사례로 주목받고 있어, 향후 국내 수상태양광 기업과 기술의 해외 진출에 도움이 되길 희망한다”고 밝혔다.

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