태양광 발전소가 바다에서 살아남을 수 있을까

인도네시아는 10,000개 이상의 섬으로 구성된 국가이므로 전국에 전력을 공급하는 것은 큰 도전입니다.

백만 명이 넘는 사람들이 전력망에 전혀 연결되어 있지 않습니다.

"전기가 없는 사람들은 외딴 섬에 살고 있기 때문에 케이블을 연결하기 어렵고 풍력 터빈과 같은 다른 고가의 솔루션을 설치하기가 어렵습니다."라고 기계 공학 강사인 Luofeng Huang은 말합니다. 크랜필드 대학교에서

태양광 발전은 이러한 섬에 에너지를 공급하는 한 가지 옵션입니다. 최근 수십 년 동안 훨씬 더 저렴해졌습니다. 국제 에너지 기구(IEA)는 이것이 새로운 발전소를 위한 가장 저렴한 옵션이 되고 있다고 말합니다.


그러나 태양광 발전소는 많은 공간을 차지합니다. 주택, 농업 및 사업에 더 잘 사용될 수 있는 공간입니다.

그래서 과학자들과 엔지니어들은 해수면에 태양 전지판을 설치하여 인근 해안에 사는 사람들에게 전력을 공급하는 방법을 연구하고 있습니다.

"부유식 태양광은 물 위에 놓기만 하면 되기 때문에 매우 편리합니다. 더 많은 전기가 필요한 경우 더 많은 태양광 패널을 설치할 수 있습니다."라고 Mr Huang은 말합니다.

부유식 태양열은 이미 전 세계 여러 곳에서 사용되고 있지만 바다가 아닌 호수에서 사용되고 있습니다.


그 이유는 명백합니다. 파도가 태양 전지판을 쉽게 휩쓸고 손상시킬 수 있기 때문입니다.

그러나 태양 전지판을 온전하게 유지하고 거친 물에서 작동하는 방법을 찾기 위한 연구와 테스트가 진행 중입니다.

예를 들어, 네덜란드-노르웨이 회사인 SolarDuck은 독일 에너지 회사인 RWE와 협력하여 북해 풍력 발전소에 부유식 태양열 발전소를 건설하고 있습니다.

이 회사는 수백 가구에 전력을 공급할 수 있는 세계 최대 해상 부유식 태양광 발전소가 될 것이라고 밝혔습니다.

태양 전지판은 해수면에서 몇 미터 위로 올라간 플랫폼에 놓일 것입니다. 2026년에 가동될 예정인 이 발전소는 풍력 발전 단지의 기존 케이블을 사용하여 전기를 다시 해안으로 보낼 것입니다.


한편, Ocean Sun은 파도가 아래로 지나갈 때 구부러지는 베이스에 태양 전지판이 놓이는 플로팅 장비를 개발했습니다.

설립자이자 CEO인 Borge Bjorneklett는 "그것은 파도를 약화시키고 파도가 부서지는 것을 방지하는 효과가 있습니다."라고 말합니다.

그는 패널이 완전히 평평하게 놓여 있기 때문에 패널에 작용하는 힘이 감소한다고 말합니다. 바닷물에 가까워지면 세포가 식어 성능이 향상됩니다.

Ocean Sun과 SolarDuck 모두 바람이 불지 않을 때 전기의 흐름을 원활하게 해주는 풍력 터빈 옆에 태양광 발전소를 짓는 것을 검토하고 있습니다.


Mr Huang은 이러한 접근 방식 모두 약점이 있다고 주장합니다. 패널을 해수면 위로 들어 올리면 SolarDuck의 시스템은 더 비싼 솔루션이 될 수 있습니다.

"그것을 들어 올리려면 매우 강력한 지원이 필요하므로 비용이 너무 많이 듭니다."라고 그는 말합니다.

SolarDuck은 이러한 주장에 도전합니다.

SolarDuck의 CEO인 Koen Burgers는 "경쟁력 있는 에너지 비용으로 우리 기술을 제공하는 것은 설계 프로세스의 모든 단계에 내장되어 있습니다."라고 말합니다.

"또한 성능과 비용 간의 최적의 균형을 찾기 위해 현지 환경 조건에 맞게 기술을 조정할 수 있습니다."라고 그는 덧붙입니다.

Ocean Sun 시스템의 경우 Mr Huang은 이 접근 방식이 파도 손상으로부터 패널을 충분히 보호할 것이라고 확신하지 않습니다.

Mr Bjorneklett은 그의 회사 시스템이 30피트(9m) 파도가 있는 북해에 적합하지 않을 수 있음을 인정합니다. 그러나 그는 시스템이 저수지에서 테스트하는 동안 카테고리 4 태풍에서 살아남았다고 말합니다.

"우리는 더 온건한 바다 상태를 가진 해안 근처 위치가 더 매력적이라고 ​​믿습니다."라고 그는 말합니다.


Cranfield University의 Mr Huang 팀은 대체 해상 태양광 발전소를 연구하고 있으며, 그는 이것이 견고하고 저렴할 것이라고 말했습니다.

인도네시아의 학술 및 상업 파트너와 함께 그들은 12개월 안에 인도양에서 시연 시스템을 갖기를 희망합니다.

Solar2Wave라고 불리는 이 시스템은 태양 전지판 상류에 떠 있는 방파제를 갖게 될 것이며 Huang 씨는 파도 높이를 약 90%까지 줄이는 효과가 있다고 말합니다.

감소된 파동은 완충 구역(물로 둘러싸인 작은 영역)을 통과하여 태양 전지판 자체에 부딪히기 전에 파력을 더욱 감소시킵니다.

관건은 방파제를 저렴하게 유지하는 것입니다. "모든 손상은 방파제 부분에 있을 것입니다. 방파제는 저렴하고 교체 및 유지 관리가 매우 쉽습니다."라고 Mr Huang은 말합니다.


모든 해양 태양광 발전소의 설치 및 유지 비용은 높지만 대부분의 경우 이러한 발전소는 인구 밀도가 높은 일부 지역에서 재생 가능 에너지를 공급하는 유일한 방법이 될 것입니다.

"예를 들어, 싱가포르에서는 토지 비용이 매우 높으며 이미 옥상 표면적의 대부분을 활용했습니다."라고 Bjorneklett 씨는 말합니다.

"싱가포르 이외의 해수면을 활용할 수 있다면 실제로 저렴한 재생 에너지를 제공할 수 있는 유일한 방법이며 동남아시아의 다른 큰 지역에서도 비슷한 상황이 있습니다."

태양광 발전소는 전기 선박의 급유 지점 역할을 할 수 있는 멀리 바다에 위치할 수도 있습니다.