[일본] 수면에 세계 최대의 태양광발전 설치

쿄세라, 도쿄센츄리즈, 시엘테레저팬(Ciel Terre Japan)고현(兵庫県)에 세계 최대 규모의 수상 설치형 메가솔라를 건설할 예정이다. EPC와 O&M, 자금조달, 수상 구조물을 3사가 담당한다. 수면 위를 태양광발전에 사용하는 프로젝트에서는 세계적으로 보면 일본이 앞서가고 있다. 현재 일본 국내에서 수상구조물(Hydrelio)을 이용하여 4개의 프로젝트가 수행되고 있으며, 합계 출력 4~5MW 정도이다. 이 수상구조물은 프랑스에서 3년의 가동실적이 있지만, 규모로는 일본이 더 크다. 앞으로는 일본 국내에서 10개소의 수상설치형 프로젝트를 예정하고 있다.

10개의 프로젝트 중 최초의 대상이 되는 것이 효고현(兵庫県) 카토시(加東市)의 서쪽에 있는 두 개의 농업용 연못이다. 교세라와 도쿄센츄리리즈가 설립한 SPC(특정목적회사)인 쿄세라TCL솔라가 수상구조물을 이용한 태양광발전소를 설립하였다. 2014년 9월에 착공, 2015년 4월에 운전을 개시할 예정이다. 도쿄센츄리리즈가 리스와 파이낸스를 담당하고, 설계/조달/건설(EPC)과 관리/운영(O&M)은 쿄세라와 쿄세라그룹기업이 담당한다.

카토시내의 서쪽 평지에 약 6억 엔, 동쪽 평지에 약 4억 엔, 합계 약 10억 엔을 투자한다. 태양전지 모듈은 수상구조물과 조합하여 수면 위에 배치된다. 서쪽 평지의 출력(1.7MW)은 2014년 8월 말 시점에서는 세계 최대 규모라고 한다. 두 연못의 합계출력은 약 2.9MW이며, 상정 연간출력량은 일반가정 약 920세대분인 약 330만kWh가 된다. 발전출력은 고정가격매입제도(FIT)를 이용하여 전량 간사이전력에 판매한다. 연간 판매액은 1억 2000만 엔이다.

쿄세라 TCL솔라는 전국 11개소(합계 21.6MW)의 태양발전소를 운영하고 있으며, 앞으로 운영 중일 것을 합하여 28개소(합계 92.8MW)까지 개발을 추진한다. 메가솔라의 적지가 줄어드는 가운데 2014년에 저수지 등을 대상으로 합계 약 60MW의 수상건설형 메가솔라의 개발을 목표로 한다. 수상구조물 Hydrelio를 이용한 메가솔라이다. 이미 100건을 넘는 인용사례가 있다고 한다.

채용하는 수상구조물은 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어져 작업하기 쉽다. Hydrelio는 태양전지모듈을 올린 메인플롯(9kg)과 작업용 통로 등에 사용하는 서브플롯(3.5kg)으로 나뉜다. 최대 25kg까지의 태양전지 모듈을 탑재할 수 있으며, 모듈의 사이즈는 60셀품이 적합하다. 가토시의 사례에서는 쿄세라의 다결정실리콘 태양전지 모듈(출력 255W)을 합계 1만 1,256매 사용한다. 조건에 적합한 모듈로 특별 주문품이 아닌 기존 제품인 방수 제품을 이용한다.

Hydrelio를 사용하면 공사 중에 필요한 작업공간을 줄이기 쉽다. 이 회사의 수상구조물은 서로 핀으로 접속하는 설계로 이루어져 공구가 불필요하다. 육상에서 1열을 조립하고, 이것을 5~6열 연결하여 태양전지 모듈을 올려놓는다. 대부분의 경우 연못 주위에는 자재를 펼쳐둘 빈 공간이 별로 없다. 착공 시에 연못의 임대차계약이 시작되므로 가능한 수면을 사용하면 공사비용을 줄일 수 있다. 작업자의 숙련도에 좌우되나, 수상구조물을 연못에 띄우므로 태양전지 모듈을 설치하면 작업공간이 적어도 된다.

태양전지 모듈을 올린 수상구조물은 연못의 한 위치에 둘 필요가 있다. 연못의 바닥 형상과 지반, 수량을 보고 고정법을 정한다. 벼랑에서 고정하는 방법과 호수바닥에 닻을 두는 방법이 있으며, 이번에은 닻을 사용하였다. 연결된 Hydrelio는 강도가 높아 태풍에도 견딘다. 또한 수상설치형 메가솔라는 적합한 지역의 부족을 해소하는 것 외에도 몇 가지 이점이 있다. 우선은 물의 냉각효과에 따라 태양전지 모듈의 온도가 올라가기 어려우므로 지상설치형보다 발전량이 많아진다. 연못에도 좋은 영향을 미친다. 수면에 그림자가 생기므로 저수증발량이 줄어들고, 조류의 이상발생을 방지할 수 있다.

(그림 1) 수상구조물에 태양전지 모듈을 설치한 예
(그림 2) Hydrelio의 구조

[출처 = KISTI 미리안 『녹색기술정보포털』/ 2014년 9월 2일]