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수상태양광
김정문 기자  |  et1@ecotiger.co.kr
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승인 2021.11.25  07:36:31
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수상태양광이란 재생(태양)에너지와 해양기술(조선,계류)이 결합된 융복합 시설로서 태양광 모듈을 댐, 저수지 등 수면을 활용하여 설치하는 친환경 발전시설이다.

수상태양광은 태양빛을 받아 전기를 생산하는 태양광 모듈, 모듈이 수면에 떠 있을 수 있게 하는 부유체, 모듈과 부유체를 바람, 수위 등 외력에 대응하여 정남향을 유지하게 하는 계류장치, 그리고 생산된 전기를 보내는 전기설비(케이블, 인버터 등)로 구성된다.

이러한 수상태양광은 구조가 간단하여 별도의 토목공사 및 산림훼손 없이 설치할 수 있다는 점과 온도가 낮을수록 효율이 높은 모듈 소자의 특성상 냉각효과가 발생하는 수면에서의 효율이 육상대비 높다는 장점이 있다.

전세계적으로 수상태양광은 2.4GW 이상 설치된 것으로 추정되며, 수상태양광 설치가 가능한 수면(400천㎢로 추정) 중 1% 정도만 개발돼도 400GW를 개발할 수 있다.

참고로 400GW 개발 시, 연간 탄소감축량은 241백만톤CO2 (연간 30년생 소나무 366억그루 흡수량)이며, 5억3천만명(대한민국 기준) 연간 전력 사용량에 해당된다.

수상태양광을 가장 활발하게 개발하고 있는 나라는 중국으로 전세계 수상태양광의 약 50% 이상을 개발하고 있다.

   
▲ 수상태양광 설비의 구조.

국내 수상태양광은 국가, 공공기관이 관리하고 있는 수면을 중심으로 개발되고 있으며, 한국농어촌공사는 농업용 저수지를 활용하여 개발 중이다.

또한 대표적인 수상태양광 사업자인 한국수자원공사는 관리 중인 다목적댐을 활용, 합천댐·보령댐·충주댐에 수상태양광 5.5MW를 설치·운영 중이며, 다년간의 환경모니터링, 운영경험 등으로 추가 수상태양광 사업 추진 중이다.

특히 합천댐의 경우 국내댐 최대 규모인 40MW급의 주민참여형 수상태양광 사업을 추진 중이며, 오는 12월 준공예정이다.

수상태양광의 중금속 유출 등 환경적 문제와 관련해 한국환경정책·평가연구원(KEI)에서 합천댐 수상태양광 시설에 대해 환경 모니터링을 실시한 결과, 최초 설치부터 현재까지 수질과 수생태계에 영향이 없는 것으로 확인됐다.

동 연구에서 수상태양광은 수질, 퇴적물, 수생태, 기자재 용출 등 분야에서 부정적인 영향을 주지 않는다는 사실이 입증됐다.

또한, 수상태양광 기자재에 적용하는 환경기준은 먹는물 수질기준보다 10배 이상 강화된 ‘수도용 자재 위생안전기준’에 적합한 제품만 사용토록 의무화돼 있어 불량자재가 끼어들 자리가 없다.

   
▲ 지난 2016년 설치된 보령댐 수상태양광.

수상태양광이 녹조를 발생시킨다는 의혹과 관련해서는 일부 언론에서 언급한 연구결과(‘18년 영국왕립학회보 게재)는 현행 수상태양광 설치환경과는 완전히 달라 녹조발생 실험결과를 일반화 해 적용하기는 곤란한다는 게 정설이다.

논문의 실험조건은 수심 1.5m 실험용 연못에 수면의 대부분(56~75%)을 불투명 가리개를 설치하여 실험결과를 도출한 반면, 한국수자원공사의 수상태양광은 수심이 20m이상으로 댐 수면의 일부(10%내외)만 설치되고 모듈간 이격 등을 통해 햇빛이 투과할 수 있는 충분한 수면공간을 확보 중이다.

실제로 한국수자원공사 댐 내 설치한 수상태양광 환경모니터링 결과 녹조 발생에 미치는 영향은 없는 것으로 확인됐다.

수상태양광은 국토부 「건축구조기준」등 관련 기준과「해양 및 항만설계기준」의 풍속, 파랑 등 설계환경을 고려해 자연재해에도 안전하도록 설치해야 한다.

수상태양광 설비를 수상에 떠있게 해주는 부유체의 경우, 최대순간풍속 52.5m/s(설계기준풍속 45m/s)를 적용해 충분한 안전율(2이상)을 확보하도록 설치한다.

설치 위치는 저수지 내 유수의 흐름에 영향이 없고 부유물이 발생하지 않는 위치를 검토하여 적지를 선정하게 되는 것이다.

실제로 과거 한반도 인근을 통과한 태풍(볼라벤, 산바, 차바, 링링 등)에도 한국수자원공사 수상태양광 발전시설은 설비피해가 없어 구조적인 안정성이 입증된 바 있다.

전자파 발생 의혹과 관련해 한국에너지공단 및 국립전파연구원 등 전문기관에 따르면, 태양광 설비의 전자파는 일상생활에서 발생하는 수준 이하로 측정돼 인체에 직접적 영향이 전혀 나타나지 않는 것으로 확인됐다.

동 입지 가이드라인에 따르면, 태양광 시설 중 인버터에서 소량의 전자파가 발생할 수 있으나 소량의 전자파는 일반 가정에서 사용하는 가전제품보다 훨씬 적은 것으로 확인됐다.

또한, 국립전파연구원에서 태양광 시설의 전자파 측정 결과 전자파 인체 보호기준 대비 500분의 1~1,000분의 1 수준으로 측정돼 인체에 무해한 것이 검증된 바 있다.

세정제로 태양광 패널을 씻는다는 주장과 관려해서는 한국수자원공사의 태양광 패널은 빗물에 의해 자연적으로 세정하며, 화학세정제는 전혀 사용하지 않아 세정제로인한 수생태계 영향은 없다.

통상 운영기간(20년)이 끝난 수상태양광시설은 태양광 설비 노후도 진단을 통해 지속운영 여부를 결정한다.

수상태양광 설비의 주요자재는 태양광 패널, 구조체, 부력체이며 모두 재활용이 가능하며 사업의 종료 후 태양광 설치 이전의 환경으로 원상 복구가 가능하다.

환경부에서는 ’23년부터 태양광 패널에 대해 생산자책임재활용제도(EPR: Extended Producer Responsibility)를 시행할 계획이며, 산업통상자원부에서도 태양광 폐모듈 상용화 기술개발 등을 위해 태양광재활용센터(충북 진천, ’21.9 준공, 산업부) 조성 사업을 추진 중이다.

향후 발생하는 태양광 폐패널은 위와 같은 시스템을 통해 친환경적으로 재활용될 전망이다.

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