[ENTECH 후기] 한국수자원공사, 세상에 행복을 水놓다

[ENTECH 후기] 한국수자원공사, 세상에 행복을 水놓다

대학생신재생에너지기자단 19기 김수정, 20기 강주혁

 

[자료1. 한국수자원공사 로고]

출처: 한국수자원공사

    지난 9월 1~3일 한국수자원공사(K-water)는 2021 국제환경에너지산업전(ENTECH)에 참가하여 PRE-CPS와 수상태양광을 선보였다.

    한국수자원공사는 2019년부터 LH, 전자부품연구원, 서울과학기술대학교, 국민대학교와 함께 “가상물리시스템 기반 지능형 도시수자원 통합 관리기술”을 연구 중이다. K-water형 물 특화 스마트 그린시티 관련 연구를 통해 우리나라 물산업 생태계 발전의 기틀이 마련될 것이다.

    또한, 2012년 세계 최초 상용화 모델인 수상태양광(500Kw)을 시작으로 2021년 합천(40MW)을 통해 물에너지의 가치를 창출하고 있다. K-water는 수력, 조력, 태양광 등 신재생에너지 설비 1,365 MV을 운영하면서 연간 총 2,913GWh 청정에너지를 생산하고 있다. 이들은 미세먼지 감축 및 온실가스 저감에 큰 경쟁력을 보이고 있다.

[자료2. 2021 ENTECH 수자원공사 부스 모습]

출처: 한국수자원공사

[지능형 도시수자원 관리사업]

    “가상물리시스템 기반 지능형 도시 수자원 통합 관리기술”은 기존에 개별요소로 구축되어 있던 수자원 인프라에 ICT기술을 접목한 지능형 도시수자원 관리기술로, 안정되고 효율적인 도시 수자원의 관리를 목표로 한다. 이 기술을 통해 ‘도시 수자원 관리의 어려움 해결’과 ‘시민들이 원하는 수자원 서비스 제공’이 가능하게 된다. 현재 부산 에코델타 시티와 송산 그린시티, 새만금 개발이 물순환 선도도시로 선정되었다.

[자료3. 지능형 도시 수자원 통합관리시스템 개요]

출처: 한국수자원공사

    지능형 도시수자원 통합 관리기술 개발연구에서 수자원공사는 ‘Pre-CPS기반 도시 수자원 계획운영 플랫폼 구축 및 실증’을 담당하였다. 이때, CPS(Cyber Physical System)란 현실세계에 있는 인프라나 요소들을 가상세계로 구현하는 것이다. 따라서 Pre-CPS란 아직 계획단계에 있는 시설물(정수장, 취수장 등)을 사이버 세계에 미리 구현해 보는 것이다. 이를 통해 아직 계획뿐인 시설물을 가장 효율적으로 건설 및 운영할 수 있는 방법을 찾을 수 있다. 특히 이번 연구에서 진행하는 수자원 시설물에 대한 Pre-CPS는 최초로 개발 중이라는 점에서 더 의미가 있다.

 

[환경을 훼손하지 않는 수상태양광]

    K-water가 선보인 수상태양광 발전소는 댐 수면을 활용한 것이다. 이는 수면 위에 기존의 태양광 발전기술과 수상시설을 융합한 발전설비로, 환경을 훼손하지 않고 국토가 좁은 국내 여건에 가장 적합한 재생에너지 대안이다.

[자료4. 한국수자원공사 수상태양광 원리]

출처: 한국수자원공사

1)    친환경적 운영관리

    2011년부터 환경모니터링을 지속 실시한 결과 수질, 어류, 조류 등에 무해한 것으로 파악되었으며, 패널 표면의 이물질은 화학세정제가 아닌 빗물에 의해 자연 세척된다. 따라서, 태양광시설로 인한 수질 및 수생태계 변화는 나타나지 않으며, 오히려 시설물 하부가 어류서식처로 제공되는 생태계 순기능이 확인되었다.

[자료5. 수상태양광이 수생태계에 주는 변화]

출처: 한국수자원공사

2)    친환경적인 안전한 설계

    수상태양광은 일사량을 고려한 모듈의 경사각(33°) 구조 특성을 반영하여 모듈간격을 1.5m 이상 이격 설치하였다. 이를 통해 태양빛 투과 공간이 확보되어 태양광패널의 빛 차단으로 인해 생태계에 미치는 영향을 최소화하였다.

[자료6. 수상태양광 구조 특성]

출처: 한국수자원공사   

     태양광은 직류전기를 생산하기에 전기장이나 전자파가 발생하지 않는다. 물론 생산된 직류전기를 교류전기로 변환하는 인버터에서 소량의 전자파가 발생되나, 이는 가정에서 사용하는 가전제품보다 훨씬 적은 양이다. 또한, 굴곡형 유리를 사용했기에 모둘표면의 빛반사(5%)는 일반유리의 반사율(10%)보다 낮은 특성을 가지고 있다.

[자료7. 수상태양광 모듈의 빛반사율]

출처: 한국수자원공사

3)    구조적인 안정성

    일반적으로 수중에 떠있는 수상태양광은 부식에 취약할 수 밖에 없다. 그러나 K-water의 수상태양광은 태풍, 부식, 외부충격, 열을 견디는 구조를 가지고 있다. 이는 내식성이 높은 구조체와 격실로 구성된 부유체, 탄성체 계류장치를 사용하였기 때문이다. 이를 위해 기존 부품보다 5배 더 높은 고내식성 합금강을 사용하였고, 열팽창과 수축에 강한 부유체를 사용하여 부분 파손시에도 부력을 유지했다. 또한, 탄성체로 구성된 계류장치를 통해, 수위와 바람, 유속의 영향에도 태양광 설비가 위치 이탈없이 안정적으로 수면에 떠있을 수 있다.

    이번 ENTECH에서 한국수자원공사가 소개한 기술을 통해, 그들이 IT와 신재생에너지 두 부문을 함께 개발하는 모습을 보인다는 것을 알 수 있었다. 4차 산업시대 흐름에 발맞춰 발전하는 K-water, 이들에 대한 대중들의 기대감은 더욱 높아질 전망이다.