[논문]국내외 수상태양광 발전시설 설치 현황 및 주요 쟁점

주진철; 허남주; 최선화; 이승헌

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문제 정의

그러나 수상태양광 설치로 인해 환경에 미치는 영향 관련 연구는 이제 초기단계에 불과해 장기간 지속적 모니터링을 통해 수질 및 수생태에 미치는 영향, 환경위해성 등 종합적인 연구가 필요하다. 따라서 본고에서는 수상태양광 발전시설의 유형과 특징, 국내외 설치사례 및 특징과 주요 쟁점 관련된 선행연구결과 등을 검토하여 기술하고자 한다.
본 고에서는 최근 신재생에너지의 중요한 시설로 대두되고 있는 수상태양광 발전시설의 유형과 특징, 국내외 설치사례 및 특징과 주요 쟁점 관련된 선행연구결과 등을 검토하여 기술하였다. 검토 결과, 국내외 수상태양광은 다양한 형태로 설치되는데, 일반적으로 부력일체형(폰툰형), 프레임형(트러스형), 수상회전형(추적식)으로 구분할 수 있으며, 설치면적, 배열, 발전효율 및 발전량과 건설 비용 등을 고려해 최적의 형태를 선정하며 최근에는 수질개선을 위한 수류순환 및 수중 폭기시설, 수생태계 다양성을 위한 침수형 인공섬, 인공 산란시설 및 치어피신처 등의 다양한 기능을 추가하여 지속가능한 친환경 발전시설로 진화하고 있음을 확인할 수 있었다.

성능/효과

본 고에서는 최근 신재생에너지의 중요한 시설로 대두되고 있는 수상태양광 발전시설의 유형과 특징, 국내외 설치사례 및 특징과 주요 쟁점 관련된 선행연구결과 등을 검토하여 기술하였다. 검토 결과, 국내외 수상태양광은 다양한 형태로 설치되는데, 일반적으로 부력일체형(폰툰형), 프레임형(트러스형), 수상회전형(추적식)으로 구분할 수 있으며, 설치면적, 배열, 발전효율 및 발전량과 건설 비용 등을 고려해 최적의 형태를 선정하며 최근에는 수질개선을 위한 수류순환 및 수중 폭기시설, 수생태계 다양성을 위한 침수형 인공섬, 인공 산란시설 및 치어피신처 등의 다양한 기능을 추가하여 지속가능한 친환경 발전시설로 진화하고 있음을 확인할 수 있었다.
<표 3>에는 수상태양광 발전시설 설치 시 주요 쟁점과 관련 선행 연구의 결론을 요약하여 정리하였다. 문헌조사 결과, 수상태양광 발전시설 설치 후 호소의 수질∙수생태계 모니터링 및 용출 자료 등을 근거로 수상태양광 발전시설 설치로 인한 유해물질 용출 가능성과 수질 및 수생태계에 미치는 부정적 영향 등이 관측되지 않은 것으로 조사되었다. 하지만 조사된 연구결과의 대부분은 단기간(2년 이내)에 수행되었으므로, 보다 과학적이고 실증적 검증을 위해서는 수상태양광 발전시설의 장기적이고 누적된 영향으로 인한 호소 내 물리적(일사량 감소, 수온 변화, 수류순환 저해 등), 화학적(용존산소 감소, 유해물질 용출 등), 생물학적(기초생산량 감소, 군집 변화 등) 환경변화에 대한 장기적/지속적인 수질∙수생태계 모니터링 등의 사후환경조사가 요구된다.

후속연구

하지만 수상태양광이 수면 위에 설치됨으로 일으킬 수 있는 수질오염 및 수생태교란과 중금속용출과 전자파 관련 환경 위해성, 경관훼손과 관련된 다양한 쟁점이 사회적으로 제기되고 있다. 그러나 수상태양광 설치로 인해 환경에 미치는 영향 관련 연구는 이제 초기단계에 불과해 장기간 지속적 모니터링을 통해 수질 및 수생태에 미치는 영향, 환경위해성 등 종합적인 연구가 필요하다. 따라서 본고에서는 수상태양광 발전시설의 유형과 특징, 국내외 설치사례 및 특징과 주요 쟁점 관련된 선행연구결과 등을 검토하여 기술하고자 한다.
하지만 조사된 연구결과의 대부분은 단기간(2년 이내)에 수행되었으므로, 보다 과학적이고 실증적 검증을 위해서는 수상태양광 발전시설의 장기적이고 누적된 영향으로 인한 호소 내 물리적(일사량 감소, 수온 변화, 수류순환 저해 등), 화학적(용존산소 감소, 유해물질 용출 등), 생물학적(기초생산량 감소, 군집 변화 등) 환경변화에 대한 장기적/지속적인 수질∙수생태계 모니터링 등의 사후환경조사가 요구된다. 또한, 수상태양광 설치의 긍정적 효과인 녹조저감, 어류서식처 제공 등에 대해서도 과학적으로 검증할 필요가 있으며, 지역 주민의 수용성 증대와 수상태양광 발전시설의 효율적 운영을 위한 이해당사자 간의 참여형 거버넌스 구축 방안에 대한 연구도 필요한 것으로 판단된다.
비록 일부 연구자들의 단기간의 연구결과를 통해 수상태양광 발전시설 설치 후 호소의 수질∙수생태계 모니터링 및 용출 자료 등을 근거로 수상태양광 발전시설 설치로 인한 유해물질 용출 가능성과 수질 및 수생태계에 미치는 부정적 영향 등이 관측되지 않은 것으로 조사되었으나, 보다 과학적이고 실증적 검증을 위해서는 수상태양광 발전시설의 장기적이고 누적된 영향으로 인한 호소 내 물리적(일사량 감소, 수온 변화, 수류순환 저해 등), 화학적(용존산소 감소, 유해물질 용출 등), 생물학적(기초생산량 감소, 군집 변화 등) 환경변화에 대한 장기적/지속적인 수질∙수생태계 모니터링 등의 사후환경조사가 요구된다. 또한, 지역주민의 수용성 증대와 수상태양광 발전시설의 효율적 운영을 위한 이해당사자 간의 참여형 거버넌스 구축 방안에 대한 연구를 지속하여 농어촌 지역의 삶의 질을 높이는 참여형 에너지체제로 전환에 친환경 수상태양광 발전시설이 큰 역할을 할 수 있으리라 판단된다.
국내외에서 수상태양광 발전시장의 급속한 팽창과 더불어 공공수면 위 수상태양광 발전시설(부력체, 수중케이블, 전선관 등)로부터 발생하는 유해 물질의 용출, 호소의 물리적 환경변화로 인한 수질 및 수생태계에 미치는 영향 등 많은 쟁점사항에 있어 국민들의 논란을 가져왔으나, 대부분의 수상태양광에 대한 연구는 주로 발전설비나 발전 효율 향상 등에 관한 연구가 주를 이루고 환경적인 측면에서의 쟁점사항을 해결해줄 만한 연구는 아직 많이 부족한 실정이다. 비록 일부 연구자들의 단기간의 연구결과를 통해 수상태양광 발전시설 설치 후 호소의 수질∙수생태계 모니터링 및 용출 자료 등을 근거로 수상태양광 발전시설 설치로 인한 유해물질 용출 가능성과 수질 및 수생태계에 미치는 부정적 영향 등이 관측되지 않은 것으로 조사되었으나, 보다 과학적이고 실증적 검증을 위해서는 수상태양광 발전시설의 장기적이고 누적된 영향으로 인한 호소 내 물리적(일사량 감소, 수온 변화, 수류순환 저해 등), 화학적(용존산소 감소, 유해물질 용출 등), 생물학적(기초생산량 감소, 군집 변화 등) 환경변화에 대한 장기적/지속적인 수질∙수생태계 모니터링 등의 사후환경조사가 요구된다. 또한, 지역주민의 수용성 증대와 수상태양광 발전시설의 효율적 운영을 위한 이해당사자 간의 참여형 거버넌스 구축 방안에 대한 연구를 지속하여 농어촌 지역의 삶의 질을 높이는 참여형 에너지체제로 전환에 친환경 수상태양광 발전시설이 큰 역할을 할 수 있으리라 판단된다.
문헌조사 결과, 수상태양광 발전시설 설치 후 호소의 수질∙수생태계 모니터링 및 용출 자료 등을 근거로 수상태양광 발전시설 설치로 인한 유해물질 용출 가능성과 수질 및 수생태계에 미치는 부정적 영향 등이 관측되지 않은 것으로 조사되었다. 하지만 조사된 연구결과의 대부분은 단기간(2년 이내)에 수행되었으므로, 보다 과학적이고 실증적 검증을 위해서는 수상태양광 발전시설의 장기적이고 누적된 영향으로 인한 호소 내 물리적(일사량 감소, 수온 변화, 수류순환 저해 등), 화학적(용존산소 감소, 유해물질 용출 등), 생물학적(기초생산량 감소, 군집 변화 등) 환경변화에 대한 장기적/지속적인 수질∙수생태계 모니터링 등의 사후환경조사가 요구된다. 또한, 수상태양광 설치의 긍정적 효과인 녹조저감, 어류서식처 제공 등에 대해서도 과학적으로 검증할 필요가 있으며, 지역 주민의 수용성 증대와 수상태양광 발전시설의 효율적 운영을 위한 이해당사자 간의 참여형 거버넌스 구축 방안에 대한 연구도 필요한 것으로 판단된다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

수상태양광의 장점은 무엇인가?

수상태양광은 2007년 미국에서 최초로 설치된 이후 영국, 스페인, 호주, 인도, 중국, 일본, 한국 등에서 주로 적용되고 있으며, 활용도가 낮은 댐, 저수지, 담수호 와 농업생산기반시설로서의 방조제 내측 유휴수면 을 활용해 전력을 생산한다. 이러한 수상태양광은 산림훼손의 우려가 없으며, 수면 차광을 통한 어류서식에 유리한 환경 제공 및 녹조 확산을 저감 하는 장점이 있으며, 냉각효과 등으로 육상태양광 발전 대비 약 11% 이상 발전효율도 우수한 것으로 보고되고 있다(Choi, 2014). 이에 따라 산업통상 자원부 보도자료(2017/12)의 재생에너지 3020 이행계획(안)에 따르면 2030년까지 재생에너지 발전량 비중 20%를 목표로 설정하였으며, 이중 태양광 비중을 57%인 36.

수상태양광 발전시설은 무엇인가?

수상태양광 발전시설은 태양전지 모듈, 모듈을 지지하는 구조물, 배전 시스템 등이 일반적인 태양광 발전시설과 동일하게 설치되나, 구조물을 물 위에 띄우기 위한 부력장치와 구조물을 고정할 수 있는 계류장치 등이 추가로 설치된다(주인호, 2014; 이인주 외, 2017). 특히 수상과 같이 다습 지역에 사용되는 태양전지 모듈은 내습 및 방수 특성이 요구되며, 환경호르몬과 난분해성 물질 등 의 유해물질이 장기적으로 용출되지 않는 재질이 활용되고 있다(여국현, 2016).

수상태양광 발전시설 설치로 인한 수면활용으로 인해 환경적 측면에 미치는 영향은?

수상태양광 발전시설 설치로 인한 수면활용으로 인해 환경적 측면에서 중점적으로 고려해야 할 요소는 수상태양광 발전시설 구조물로부터 발생하는 유해물질 용출 가능성과 호소의 물리적 환경변화, 그리고 이에 따른 수질 및 수생태계의 악화 유무이 다. 직접적으로는 부력체, 수중케이블, 전선관 등의 주요 기자재로부터 용출되는 중금속 영향 등에 대한 장기적인 검토가 필요하며, 간접적으로는 수상태양광 발전시설 설치로 인한 수온, pH, DO 유기물, 영양엽류 중금속등의 수질변화 등과 이로 인한 동식물플랑크톤, 어류, 저서동물 등의 수생생물 상과 수생태계의 구조와 기능 변화 등이 주요 검토의 초점이 된다. 뿐만 아니라 조류 배설물에 의한 시설물 부식, 집중호우나 태풍 등으로부터 수상태양광 발전시설의 고장이나 설비상의 문제점과 재해에 대한 안정성 검토가 추가적으로 요구된다.

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