KETEP 세계에너지시장정보

제목 : 글로벌) 부유식 태양광 발전소: 에너지 수율, 신뢰성 및 유지 보수에 대한 검토

         (Floating Photovoltaic Power Plants: A Review of Energy Yield, Reliability, and Maintenance)

부유식 태양광(FPV) 시스템의 주요 성능 저하 요인과 신뢰성 평가

* 출처: Selj, J., Wieland, S., Tsanakas, I. (2025). Floating Photovoltaic Power Plants: A Review of Energy Yield, Reliability, and Maintenance (IEA-PVPS T13-31:2025). IEA PVPS Task 13. CC BY 4.0 라이선스

태양광 설치에는 최소한의 토지 면적을 필요로 하지만 인구 밀도가 높은 지역에서는 배치 공간이 부족한 경우가 많다. 부유식 태양광발전(FPV)은 수면위의 부유식 구조물에 PV 시스템을 설치하여 토지 사용 문제에 대한 효과적인 솔루션을 제공한다. FPV는 2023년까지 전 세계적으로 누적 설치 용량이 7.7GW에 달하는 PV 내에서 성장하는 틈새 시장으로 중국, 한국, 인도네시아는 댐과 저수지를 중심으로 FPV 프로젝트를 확대하고 있다.

1. 기술적 구조와 발전 동향

1.1. 시스템 구성의 핵심

부유식 태양광(FPV)은 수면 위에 설치되는 태양광 시스템으로, 부유체, 계류 시스템, 전기설비로 구성된다.

부유체는 대부분 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 기반 모듈이며, 수심, 파랑, 조류 및 결빙 조건에 따라 설계가 달라진다.

계류는 앵커, 로프, 중력식 구조물을 혼합하여 수면 변동성을 흡수하도록 설계된다.

1.2. 발전 효율과 기술 신뢰성

FPV는 지상형 대비 5~15% 에너지 수확률이 증가한다.

이는 수면 냉각 효과, 반사광 증가, 먼지 축적 감소 등의 환경적 장점에서 비롯된다.

DC 케이블 최적화와 고내구성 방수 인클로저 설계는 경제성과 안정성 확보에 핵심적이다.

2. 경제성 및 사업화 가능성

2.1. 초기 비용 구조와 투자 타당성

FPV는 지상형 대비 초기 설치비가 20~30% 높다.

하지만 토지 사용료가 없고, 발전량 증가와 기존 수면 인프라 활용 가능성 등으로 총비용 관점에서 상쇄될 수 있다.

2.2. 운영비와 유지관리

운영 시 수상 접근성 한계로 유지보수 비용이 증가할 수 있다.

그러나 드론 기반 점검, 수상 로봇 청소 등을 통해 보완이 가능하다.

전력 판매단가, 수자원 임대료, 정책 보조금은 수익성에 직접적인 영향을 미친다.

3. 환경 및 사회적 수용성

3.1. 수생 생태계와 상호작용

수면 차광으로 인해 조류 번식 저해, 수온 변화, 산소 농도 감소 가능성이 존재한다.

반면, 증발 저감, 녹조 억제, 냉각수 온도 조절 등의 긍정적 효과도 있다.

향후 실증과 모니터링을 통한 과학적 가이드라인 구축이 필요하다.

3.2. 지역사회 및 인허가 이슈

수자원 소유주, 어업인 등 이해관계자의 수용성 확보가 중요하다.

수면 임대, 저수지 활용 관련 법령과 표준화 작업이 요구된다.

4. 운영 및 유지 보수

4.1. 주요 O&M 과제

FPV 시스템의 O&M은 일상적인 (예방 및 수정) 유지 보수 작업, 지속적인 모니터링 및 예측 유지 보수 작업의 조합, 위험 대비 (또는 비상 대응) 계획 등이 포함된다.

주요 O&M 과제는 ①수성 작업 환경과 관련된 추가 위험을 해결 ② 모든 구성 요소에 걸친 모든 유지 관리 활동에 대한 접근성과 접근성을 보장 ③지상 설치 플랜트에 액세스하는 것보다 본질적으로 더 복잡하고 위험하며 시간이 많이 걸리는 부유식 플랫폼에 대한 안전하고 비용 효율적인 접근 제공. ④세척 및 유지 보수에 대한 명확한 요구 사항 수립 등이다.

4.2. O&M 예산 책정 – 비용 측면

일반적으로 FPV 시스템의 O&M에 대한 예산을 책정할 때 ①조달 및 실사 계획, ② 현장 및 위치(연안, 근해, 근해 등) 평가, ③ 사용할 FPV 기술의 특정 특성(즉, 플로트 및 앵커링/계류 기술 포함)을 포함한 철저한 조사를 수행 ④ FPV 설치의 전체 수명 주기 동안 최적의 성능과 신뢰성을 보장하기 위해 하드웨어, 소프트웨어 및 인력 측면에서 모니터링/검사 및 유지 관리 요구 사항 고려이다.

5. 향후 전망 및 전문가 제언

5.1. 기술 확장성

FPV는 담수지 기반에서 조류 환경을 고려한 연안형, 해상형으로 확장될 것이다.

파력 및 풍력과의 수상 복합화 기술도 확대 적용될 것이다.

5.2. 전문가 관점의 과제

- (기술 표준화) 파랑, 내구성, 부식 환경에 대한 인증이 필요하다.

- (장기 신뢰성 확보) 10년 이상의 수명을 기반으로 한 실증 자료 축적이 요구된다.

- (사회적 수용성 강화) 지역 이익 공유 모델과 수면 이용 가이드라인 정립이 중요하다.

- (에너지 믹스 전략 반영) 육상 공간이 협소한 국가에서 FPV는 유용한 태양광 전략이 될 수 있다.

결론

부유식 태양광은 공간 효율성과 에너지 수확률을 동시에 만족시키는 차세대 기술이다.

기술 신뢰성 확보, 환경 리스크 최소화, 제도 정비가 병행될 때 시장이 성장할 수 있다.

국가 전략 기술로서의 가치가 충분하며, 기후 위기 대응과 에너지 전환 목표에 부합한다.