고정식 해상풍력 플랫폼을 이용한 풍력·수상 태양광 복합발전단지

Abstract

탄소 배출권 및 정부정책 등으로 인하여 환경문제에 대한 대중의 관심이 지속적으로 이어져오고 있으며, 이와 관련하여 풍력, 태양광, 조력, 바이오매스와 같은 신재생 에너지에 대한 연구들이 계속해서 진행 중에 있다. 풍력발전의 경우 육상과 해상에서 운영 중에 있으며, 높은 효율성과 기술발전으로 인한 경제성 증가로 점차 해상풍력에 대한 관심도가 높아지고 있다. 국내의 경우에도 고정식 지지구조물을 이용한 해상풍력단지가 조성되어 운영 중에 있으며, 서남해 해상풍력단지 조성을 위한 노력이 계속되고 있다. 태양광 발전의 경우에는 대규모 지상태양광발전의 환경파괴 문제점을 해결 가능하며, 동시에 유휴수면을 자원으로 활용 가능한 수상 태양광 발전에 대한 관심이 증대되고 있다. 하지만 수상 태양광 발전에 있어 부유식 태양광 판넬 혹은 프레임의 위치를 제어하는 계류시스템에 매우 많은 비용이 소요되어 경제성 부분에서 경쟁력이 부족한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고정식 해상풍력플랫폼과 수상 태양광 발전의 부유식 태양광 모듈을 연결하여 수상 태양광 발전시설을 계류시킬 수 있는 풍력·수상 태양광 복합발전단지를 개발하였다. 풍력타워의 중앙에 수직운동에 자유로운 원통형 부유식 커넥터를 설치하고 풍력타워 인근에 배치된 태양광 모듈을 풍력타워의 커넥터에 연결하여 태양광 모듈의 위치를 제어하는 방법이다. 태양광 모듈간의 연결은 힌지로 연결하여 수직운동은 자유롭게 하고 수평운동은 구속한다. 제안된 복합발전은 기존의 수상 태양광 발전시설에 비해 다양한 태양광 모듈의 배치에 유연하며, 계류시스템의 비용절감효과로 인한 경제성 상승을 기대할 수 있다.영 중에 있으며, 높은 효율성과 기술발전으로 인한 경제성 증가로 점차 해상풍력에 대한 관심도가 높아지고 있다. 국내의 경우에도 고정식 지지구조물을 이용한 해상풍력단지가 조성되어 운영 중에 있으며, 서남해 해상풍력단지 조성을 위한 노력이 계속되고 있다. 태양광 발전의 경우에는 대규모 지상태양광발전의 환경파괴 문제점을 해결 가능하며, 동시에 유휴수면을 자원으로 활용 가능한 수상 태양광 발전에 대한 관심이 증대되고 있다. 하지만 수상 태양광 발전에 있어 부유식 태양광 판넬 혹은 프레임의 위치를 제어하는 계류시스템에 매우 많은 비용이 소요되어 경제성 부분에서 경쟁력이 부족한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고정식 해상풍력플랫폼과 수상 태양광 발전의 부유식 태양광 모듈을 연결하여 수상 태양광 발전시설을 계류시킬 수 있는 풍력·수상 태양광 복합발전단지를 개발하였다. 풍력타워의 중앙에 수직운동에 자유로운 원통형 부유식 커넥터를 설치하고 풍력타워 인근에 배치된 태양광 모듈을 풍력타워의 커넥터에 연결하여 태양광 모듈의 위치를 제어하는 방법이다. 태양광 모듈간의 연결은 힌지로 연결하여 수직운동은 자유롭게 하고 수평운동은 구속한다. 제안된 복합발전은 기존의 수상 태양광 발전시설에 비해 다양한 태양광 모듈의 배치에 유연하며, 계류시스템의 비용절감효과로 인한 경제성 상승을 기대할 수 있다.