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문제 정의
- 본 연구에서는 태양광 시설의 입지분석에서 GSIS를 활용하여 방법론을 제시하고, 객관화하는 것을 목적으로 둔다. 따라서 본 연구의 입지분석은 토지이용이나 임의의 시설에 대한 최고 적합지역을 그 지역의 내·외적인 환경영향요소를 종합하여 일정한 공간 범위 내에서 선별하여 많은 대안들 중에서 최적지를 선정하는 적지분석(suitability analysis)과는 구별되는 대안이다.
- 본 연구에서는 태양광시설의 현황을 조사·분석 한 후, GSIS 기법을 이용하여 태양광시설의 신규설치시 입지 선정을 위해 다음과 같이 수행하였다.
- 본 연구에서는 태양광시설입지에 관하여 여러 조건을 설정하여 부산시를 대상으로 분석 결과 다음의 결론을 얻을 수 있었다.
- 본 연구의 주요 내용은 부산시의 태양광 시설과 관련된 시설설치기준을 파악하기 위하여 주요 연구방법으로 제약조건과 입지기준을 선정하여 AHP 기법을 사용한 가중치부여로 시설의 입지분석을 실시하는 것이다.
제안 방법
- 그리고 설정된 각각의 조건에 따라서 ArcGIS를 사용하여 속성 연산, 버퍼링 등의 공간 분석을 이용하여 후보지를 결정할 수 있었다(그림 2).
- 태양광시설의 입지 선정시에 분석 기준을 설정하는 것이 가장 중요한 단계로, 분석에 사용되는 선정기준은 내용면에 있어서 개략적인 내용을 제시하고 있다. 그리하여 입지선정에 여러 지형적 인자들을 설정하여 정확한 입지를 선정한다. 하지만 인자가 많을 경우 자료구축에 시간과 비용이 많이 소요되어 이를 적정한 수준으로 조정하여 객관적으로 적용할 수 있는 구체적인 기준을 만들었다.
- GSIS 기법은 공간분석 및 의사결정지원수단의 관점에서 입지선정이나 적지선정 등 도형 및 속성자료를 종합적으로 활용하는 공간분석의 측면을 잘 반영할 수 있고, 공간정보의 수집 및 저장뿐만 아니라 특정한 목적에 부합하는 분석도구로서의 기능이 점차 확대되면서 도시계획, 조경, 관광지 등 공간계획분야에서 가장 널리 이용되고 있다. 대량의 자료를 GSIS의 통합분석 기능으로 원하는 자료만을 추출하여 새로운 데이터를 추가하여 분석하는 기술적인 분석 기법도 구사할 수 있으며, 분석된 자료와 데이터베이스를 수시로 보완하여 정교하고 다양한 분석결과를 얻을 수 있다. 또한 분석 기준을 다양화하여 최소한의 시간과 비용의 투입으로 다양한 자료처리 결과를 다양한 형태로 획득할 수 있다.
- 둘째, 제약조건과 입지기준을 선정하여 입지를 분석하였다. 각 선정기준은 AHP기법을 통해 가중치를 부여하였다.
- 태양광시설의 설치시 토지의 적합성 여부 및 태양광 시설의 설치시 고려해야할 사항을 결정하기 위하여 각각의 지형요소에 대한 분석을 실시하였다. 또한 AHP에 의한 전문가 조사방법에서 얻은 각 항목별 가중치를 부여하였다. 각 요인별 분류기준의 점수합이 30점이 되도록 하였다.
- 본 연구에서 모든 요인을 고려하여 평가 분석할 때 수치지도 Data의 한계가 있는 것으로 분석되어, 태양광 시설의 입지결정에서 지형요소를 대상으로 공간분석을 실시하였다.
- 본 연구에서 선정된 입지요소의 상대적인 중요도에 따라 객관적인 가중치를 적용하고자 AHP 기법을 이용하여 설문을 실시하였다. 쌍대비교를 하는 설문 항목으로는 총 15항목으로, 본 설문에는 부산시청의 도시계획 및 환경에 대한 공무원 20명을 대상으로 실시하였다.
- 분석절차(그림 5)는 대상지의 토지이용, 하천, 도로, 표고, 향, 경사도의 수치자료를 10m의 격자로 나누고 각 격자에 기준에 따른 점수를 부여한 후, 그 값을 합하고 합한 값을 재분류하여 태양광시설의 입지 등급을 3개로 나누었다. 토지이용은 농지, 임지, 도시 및 주거지, 수계로 분류하여 점수를 부여하였고, 도로와 하천은 직선거리에 따라 점수를 부여하였으며, 표고는 높이에 따라 점수를 부여하였다.
- 회수율은 95%로 19부가 수거되어져 본 연구에 사용되었다. 이러한 AHP 기반의 지형요소에 대한 상대적 중요도를 고려하여 산정된 가중치를 반영하였다.
- 이러한 요소와 함께 본 연구에서는 부산시를 대상으로 지형요소인 도로망·하천·토지이용을 이용하여 입지적인 위치를 확인하였고, 경사도·향·표고를 이용하여 최종 입지를 평가하였다.
- 이러한 의사결정을 하기 위하여 모든 복잡한 요소들을 상층, 하층 등으로 계층화하고, 각 계층의 요소들을 각각 쌍대비교하여 가중치를 산출한다. 이러한 각 계층별로 분석함으로써 의사결정자의 의견을 반영시킬 수 있을 뿐 만 아니라 각자의 요소별 중요도를 반영할 수 있게 되어 결과의 객관성을 높일 수 있다.
- 이러한 태양광시설 입지분석을 위하여 후보지 추출을 위하여 먼저 문제를 파악하고 문제 해결을 위한 분석기준을 설정하였다. 제약조건으로는 개발 중인 지역, 역사적인 보호지역, 유보지로 3가지를 설정하였으며, 입지조건으로는 토지이용, 표고, 사면의 향과 경사, 하천이나 도로로부터의 이격거리 등을 고려하여 설정하였다(그림 1).
- 이러한 태양광시설 입지분석을 위하여 후보지 추출을 위하여 먼저 문제를 파악하고 문제 해결을 위한 분석기준을 설정하였다. 제약조건으로는 개발 중인 지역, 역사적인 보호지역, 유보지로 3가지를 설정하였으며, 입지조건으로는 토지이용, 표고, 사면의 향과 경사, 하천이나 도로로부터의 이격거리 등을 고려하여 설정하였다(그림 1).
- 따라서 본 연구의 입지분석은 토지이용이나 임의의 시설에 대한 최고 적합지역을 그 지역의 내·외적인 환경영향요소를 종합하여 일정한 공간 범위 내에서 선별하여 많은 대안들 중에서 최적지를 선정하는 적지분석(suitability analysis)과는 구별되는 대안이다. 즉, 시설의 설치시 적지가 될 수 있는 입지를 탐색하는 기준을 설정하며 방법론을 구축하는데 초점을 둔다.
- 첫째, 태양광시설의 입지분석을 위해 구체적인 목표가 두 가지로 설정하였다. 하나는 GIS를 활용하는 분석 절차를 수립하고 필요한 공간데이터들을 제시하는 객관화이고, 다른 또 하나는 경험적인 요소를 최소화시켜 AHP 등의 방법으로 입지요인의 정량화이다.
- 태양광시설의 설치시 토지의 적합성 여부 및 태양광 시설의 설치시 고려해야할 사항을 결정하기 위하여 각각의 지형요소에 대한 분석을 실시하였다. 또한 AHP에 의한 전문가 조사방법에서 얻은 각 항목별 가중치를 부여하였다.
- 분석절차(그림 5)는 대상지의 토지이용, 하천, 도로, 표고, 향, 경사도의 수치자료를 10m의 격자로 나누고 각 격자에 기준에 따른 점수를 부여한 후, 그 값을 합하고 합한 값을 재분류하여 태양광시설의 입지 등급을 3개로 나누었다. 토지이용은 농지, 임지, 도시 및 주거지, 수계로 분류하여 점수를 부여하였고, 도로와 하천은 직선거리에 따라 점수를 부여하였으며, 표고는 높이에 따라 점수를 부여하였다. 향과 경사도는 각각 4단계로 분류하여 점수를 부여하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 사례연구지역으로 해안과 내륙지역의 기후 차이가 많은 부산지역을 선정하였다. 이 지역은 해안에 인접한 지역으로 일조시간이 길고 타 지역에 비해 태양광의 간섭이 적어 태양광발전소 입지로서 대규모 발전보다 소규모(1MW 내외) 발전이 전략적인 곳이다.
- 본 연구에서 선정된 입지요소의 상대적인 중요도에 따라 객관적인 가중치를 적용하고자 AHP 기법을 이용하여 설문을 실시하였다. 쌍대비교를 하는 설문 항목으로는 총 15항목으로, 본 설문에는 부산시청의 도시계획 및 환경에 대한 공무원 20명을 대상으로 실시하였다. 회수율은 95%로 19부가 수거되어져 본 연구에 사용되었다.
- 쌍대비교를 하는 설문 항목으로는 총 15항목으로, 본 설문에는 부산시청의 도시계획 및 환경에 대한 공무원 20명을 대상으로 실시하였다. 회수율은 95%로 19부가 수거되어져 본 연구에 사용되었다. 이러한 AHP 기반의 지형요소에 대한 상대적 중요도를 고려하여 산정된 가중치를 반영하였다.
이론/모형
- 둘째, 제약조건과 입지기준을 선정하여 입지를 분석하였다. 각 선정기준은 AHP기법을 통해 가중치를 부여하였다. 1점을 기준으로 토지이용은 0.
- 요소간의 상대적 중요도를 평가하기 위하여 AHP 기법을 이용하였다. AHP기법의 신뢰성 분석은 각 평가 요소들 간의 상대적 중요도를 평가하는 대상의 판단상 오차 정도를 측정하는 방법인 일관성 비율(CR)을 계산한 결과, 0.
성능/효과
- 아래의 표. 1에서 보는바와 같이 전문가 설문 조사를 통해 AHP법에 의한 결과 경사방향의 가중치가 0.250 으로 가장 높게 나타났고, 토지이용의 항목이 0.098로 가장 낮은 가중치를 얻었다. 본 연구의 태양광 시설입지 요소에서 전문가들이 가장 중요하게 생각하는 것은 경사방향(0.
- 요소간의 상대적 중요도를 평가하기 위하여 AHP 기법을 이용하였다. AHP기법의 신뢰성 분석은 각 평가 요소들 간의 상대적 중요도를 평가하는 대상의 판단상 오차 정도를 측정하는 방법인 일관성 비율(CR)을 계산한 결과, 0.023으로 0.1(10%)보다 적게 나타나 신뢰성이 확보되어 있음을 알 수 있었다.
- 구별 면적분포를 살펴보면, 강서구가 48.34㎢, 기장군이 24.84㎢로 나타났으며 각각 53.06%와 27.27%를 차지하며 가장 많은 분포를 보였다. 도심인 중구, 수영구, 연제구는 평균 0.
- 두 번째로 부산시에서 큰 면적의 분포를 나타낸 기장군의 경우, 중북부에 산지가 많이 분포하고 있어 부산시에서 가장 산지 비율이 높다. 이들 산지사이에 흐르는 하천주변으로 좁고 긴 평야에 후보지가 소규모로 산재해있다.
- 098로 가장 낮은 가중치를 얻었다. 본 연구의 태양광 시설입지 요소에서 전문가들이 가장 중요하게 생각하는 것은 경사방향(0.250)과 경사도(0.178)로 나타났으며, 표고(0.162), 하천과의 거리(0.166), 도로와의 거리(0.147) 는 비슷한 값들의 분포를 보였다.
- 셋째, 부산시의 구경계를 기준으로 공간분석을 실시한 결과, 강서구 48.34㎢와 기장군 24.84㎢로 가장 높게 나타났으며 중구, 수영구와 같이 도심에서는 0.20㎢에도 미치지 못하며 후보지는 거의 나타나지 않았다.
- 이 결과를 살펴보면, 경사방향이 태양광시설설치에 가장 영향을 많이 미치는 것을 알 수 있으며, 토지이용은 시설의 설치시 영향을 미치는 정도가 낮은 것으로 나타났다. 따라서 도심과 비도심의 모든 지역에서 경사향의 범주 내에서는 태양광시설의 설치가 가능하다고 판단된다.
후속연구
- 위치적 특성을 살펴보면, 도심보다는 비도심에 산재해 있음을 알 수 있다. 그러나 AHP 기법의 결과에서도 나타났듯이 논, 밭과 같은 경작지보다는 도심지의 구릉지에서도 적절한 형태로 개발이 된다면 태양광시설의 효율성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.
- 넷째, 개발된 방법론을 적용한 결과, 시단위의 공간을 단시간에 정밀한 탐색을 할 수 있었으며, 본 연구에서 개발된 방법을 통하여 사용자의 편의성을 개선함으로써 태양광 시설의 입지를 위한 의사결정시 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 태양광시설의 건설조건으로 제시된 인문사회적 요소를 고려하지 않았다. 또한 환경조건의 경우 차후 연구를 통해 시뮬레이션을 할 때 반영될 것이다. 이러한 요소와 함께 본 연구에서는 부산시를 대상으로 지형요소인 도로망·하천·토지이용을 이용하여 입지적인 위치를 확인하였고, 경사도·향·표고를 이용하여 최종 입지를 평가하였다.
- 본 연구에서는 태양광시설의 입지분석을 다양한 요구조건에 만족하는 후보지를 등급화하여 최적의 입지를 할 수 있는 대안을 제시하여 입지에 대한 논의가 활성화될 것으로 기대된다.
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