최근 도로 위 태양광 발전소의 수가 크게 증가함에 따라 설치 및 건설에 필요한 토지 자원이 심각하게 부족해져 이러한 유형의 발전소 개발에 제약이 되고 있습니다. 이와 동시에, 태양광 기술의 또 다른 분야인 수상 발전소가 사람들의 관심을 받고 있습니다.

기존 태양광 발전소와 달리, 수상 태양광 발전소는 수면에 설치되는 부유체(floating body)에 설치됩니다. 이는 토지 자원을 점유하지 않아 사람들의 생산과 생활에 도움이 될 뿐만 아니라, 태양광 모듈과 케이블 냉각을 통해 수역의 발전 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 또한, 수상 태양광 발전소는 물의 증발을 줄이고 조류의 성장을 억제하여 양식 및 어획량 증가에 기여합니다.

2017년, 안후이성 화이난시 판지구 톈지향 류룽 마을에 총면적 1,393무(약 4,000평) 규모의 세계 최초 수상 태양광 발전소가 건설되었습니다. 세계 최초의 수상 태양광 발전소로서, 가장 큰 기술적 과제는 '움직이는' 것과 '젖는' 것입니다.

"움직임"은 바람 및 파도 흐름 시뮬레이션 계산을 의미합니다. 기존 PV 모듈의 고정된 정적인 상태와 달리 부유형 PV 모듈은 수면 위에 위치하므로, 각 표준 발전 유닛에 대해 상세한 바람 및 파도 흐름 시뮬레이션 계산을 수행하여 부유형 어레이의 안전성을 보장하는 앵커링 시스템 및 부유체 구조 설계의 기초를 제공해야 합니다. 그중 부유형 어레이의 적응형 수위 앵커링 시스템은 피복된 강철 로프가 있는 지반 앵커 파일을 사용하여 부착된 어레이의 가장자리 보강재와 연결하며, 각 어레이의 앵커링 지점은 6m 간격으로 설정되고, 케이블에는 여유 공간을 두어 균일한 힘, 안전성 및 신뢰성을 보장하고 "동적"과 "정적"의 최적의 결합을 달성합니다.

"습식"이란 이중 유리 모듈, N형 모듈, 그리고 PID에 강한 기존 무유리 백패널 모듈의 습한 환경에서의 장기간 신뢰성 비교, 발전량에 미치는 영향 검증, 부유체 재질의 내구성 검증 등을 의미합니다. 이를 통해 25년의 부유식 발전소 설계 수명 안전성을 확보하고 후속 프로젝트에 대한 신뢰할 수 있는 데이터 지원을 제공할 수 있습니다.

수상 발전소는 천연 호수, 인공 저수지, 석탄 채굴 침하 지역, 하수 처리장 등 다양한 수역에 건설될 수 있으며, 설비 설치에 필요한 일정량의 수자원만 확보되면 됩니다. 수상 발전소가 후자의 조건을 충족하면 "폐수"를 새로운 발전소 운반체로 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 수면을 덮어 증발을 줄이고 수중 미생물의 증식을 억제하여 수질을 정화함으로써 수상 태양광의 자정 능력을 극대화할 수 있습니다. 수상 태양광 발전소는 수냉 효과를 최대한 활용하여 도로 태양광 발전소가 겪는 냉각 문제를 해결할 수 있으며, 수면 위에 그늘이 없고 빛에 완전히 노출되어 발전 효율을 약 5% 향상시킬 것으로 예상됩니다.

오랜 건설 및 개발 기간 동안, 부족한 토지 자원과 주변 환경의 영향으로 도로 태양광 발전 배치가 크게 제한되었습니다. 사막과 산악 지역을 개발하여 어느 정도 확장할 수 있다고 하더라도, 이는 여전히 증상 완화에 그칠 뿐 근본적인 원인은 아닙니다. 수상 태양광 기술의 발전으로, 이 새로운 유형의 발전소는 주민들에게 귀중한 토지를 점유할 필요 없이, 더 넓은 수역과 도로 표면의 상호 보완적인 이점을 활용하여 다방면의 이점을 실현할 수 있습니다.