[커버스토리 ④] 쏠라테크, 양축형 추적식 수상 태양광발전시스템 개발

수상 태양광 시장 활성화 위한 제도적 장치 필요

쏠라테크는 한국에너지기술평가원으로부터 연구비를 지원 받고, 한국농어촌연구원 및 한국전기안전연구원, 위닝비즈니스 등 관련 업계와 컨소시엄을 구성한 후 2011년 7월부터 2013년 6월 30일까지 약 2년간의 연구 개발 끝에 양축형 추적식 수상 태양광발전시스템을 개발, 완료했다.

이번 컨소시엄의 주관 연구기관인 쏠라테크는 수상 환경에 적합하도록 내습성을 강화한 태양광 모듈 및 발전량 향상을 위한 수상 태양광발전시스템을 개발했으며, 한국농어촌연구원은 저수 특성을 감안한 계류 기술을, 한국전기안전연구원은 수상 태양광발전에 있어서의 전기 안전 기준을, 그리고 위닝비즈니스는 부유 구조물 개발을 담당했다.

밸러스트 기법 적용한 추적식 수상 태양광 공법

쏠라테크 이길송 소장은 이번에 개발한 양축형 추적식 수상 태양광발전시스템의 가장 큰 특징으로, 조선 해양 산업에서 사용되는 밸러스트(Balast) 기법을 적용했다는 점을 꼽았다. 밸러스트는 조선 산업에서 선박의 복원성을 유지하고 배의 앞뒤 경사를 조절하기 위해 배 하부에 싣는 중량물을 말하는데, 대부분의 선박에서는 바닷물을 밸러스트를 이용해 중심축을 잡는 경우가 많다.

이 소장은 “당사 시스템의 핵심은 반구 형태로 결합되는 상부 축과 하부 축에 있다”고 설명했다. 이 시스템은 전체적으로 물 위에 떠 있는 반구와 비슷한 형상을 띠고 있는데, 8개의 하부 축이 동서 및 상하 방향으로 수면 위아래로 떴다 잠겼다 하면서 무게 중심을 이동시켜 태양광 추적을 가능토록 한다. 즉, 8개로 구성된 하부 축에는 밸브가 장착돼 있으며, 이 밸브를 통해 밸러스트 수(Balast Water)가 태양의 움직임에 따라 하부 축 내부에서 아침부터 저녁까지 동서 방향으로 이동하면, 물이 채워진 하부 축으로 무게 중심이 옮겨지게 돼 시스템 전체가 자연스럽게 태양광을 추적하게 된다.

이 소장은 “이 같은 방식을 적용하면 양축형 태양광 추적이 가능하므로, 기존 육상 태양광 방식 대비 발전 효율을 30% 이상 높일 수 있다”고 설명했다.

또한 그는 “수상 태양광의 경우 육상 대비 시공 비용이 높다는 점이 문제로 지적돼 왔다”면서, “당사는 시공비를 줄이기 위해 시스템을 10kW 규모의 단위 유닛으로 만들어, 필요한 설치 용량에 따라 모듈식으로 확장할 수 있도록 했다”고 밝혔다. 따라서 설치 규모가 대규모일 경우에는 10kW 유닛을 필요에 따라 그 수량만큼 수면에 띄우기만 하면 되므로 시공이 한결 간단해졌으며, 대량 생산도 가능해졌다.

시스템 전반에 걸쳐 수면에 닿는 표면적이 작기 때문에 그만큼 파랑의 영향도 덜 받게 돼 구조적 안정성을 한층 높였다는 것도 장점이다. 실제로 부여 복심저수지에 설치된 3kW 프로토 타입의 경우 지난해 태풍 볼라벤의 영향에서도 위치 변동 없이 정상적으로 작동했을 정도라고 한다.

수상 태양광 상업화, 기대보다 늦어져

한편, 이 소장은 올해 초 수상 태양광 가중치가 1.5로 발표됐음에도 불구하고, 당초 기대보다 국내 수상 태양광발전의 상업화는 다소 느린 상황이라고 말했다. 또한, 국내 수상 태양광 산업을 주도하는 관련 공기업에서의 발주 물량도 예상보다 적다는 설명이다.

그는 “수상 태양광 시장 활성화를 위해서는 한국수자원공사 및 한국농어촌공사 등을 중심으로 적극적인 발주가 이뤄져야 하는데, 올해 한국수자원공사의 경우 환경영향조사로 인해 발주가 이뤄지지 않고 있으며, 한국농어촌공사도 하반기에 들어서야 200kW 규모로 단 두 건의 발주가 있었을 뿐”이라고 말했다.

하지만 이 소장은 수상 태양광은 이제 막 시장이 열린 신생 사업이기 때문에, 적용 사례 부재 및 높은 리스크 등을 이유로 수요자들이 수상 태양광 산업에 대해 다소 소극적인 반응을 보이는 것이 당연하다는 견해를 내보였다. 또한 그는 “수상 태양광 시장이 활성화되기까지는 어느 정도 시간이 걸릴 것으로 예상된다”면서, “당사 역시 미래의 먹거리로서 수상 태양광의 가능성에 주목하고 있다”고 밝혔다.

수상 태양광 시장 활성화 대비해 기술 개발 및 제도 보완 필요

이 소장은 수상 태양광 시장 활성화에 대비해, 신뢰성 확보를 위한 시스템 정립과 함께, 제도 정비 및 보완이 필요하다고 주장했다.

그는 “현재 수면 임대료가 과도하게 책정돼 있는 등 민간이 수상 태양광 시장에 진입할 수 있을 만한 환경은 아직 조성되지 않았다”면서, “수자원을 보유하고 있는 관련 기관이 민간에게도 수면을 임대해 줄 수 있도록 제도가 합리적으로 정비될 필요가 있다”고 강조했다. 물론 이를 위해서는 관련 업계가 개발한 수상 태양광 기술이 환경적으로 무해한지는 철저하게 확인해야 한다는 설명이다.

이와 함께, 이 소장은 국내 수상 태양광 산업의 발전을 위해서는 아이디어와 역량을 갖춘 다수에게도 기회를 골고루 제공해야 한다고 덧붙였다. 일부 기관의 경우 물량 발주시 입찰을 통해 업체를 선정하고는 있지만, 과거 실적을 중요시하다 보니 특정 업체에게만 기회를 주는 경우가 발생하기 때문이다.

또한, 수상 태양광 제품 인증 제도와 함께, 관련 기준 및 지침 등 가이드라인도 필요하다는 설명이다. 이 소장은 “수상 태양광발전시스템은 설계부터 설치 운영, 점검 등에 관한 기법 및 방법이 수상이라는 특수 환경에 맞춰져 있기 때문에 별도의 인증, 기준 및 지침이 필요하다”면서, “이와 관련해 당사는 국책과제를 통해 태양광 검사 기관으로서 전기안전기술을 보유한 한국전기안전공사 등과 함께 수상 태양광발전시스템에 대한 설계 및 설치 운영 안정검사 등에 대한 가이드라인을 작성했다”고 설명했다.

한편, 그는 기술적인 측면에서는 수상이라는 환경을 고려해 Pb Free 리본 및 불소 미포함 봉지재 등과 같이 친환경 소재를 적용한 제품 개발도 활성화돼야 한다고 덧붙였다.

SOLAR TODAY 김 미 선 기자 (Tel. 02-719-6931 / st@infothe.com)