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충주댐(청풍호) 수상태양광 시설이 호수 수질에 미치는 영향
Effect of a Floating Photovoltaic System (FPV) at Chungju Dam (Cheongpung Lake) on Water Quality 원문보기

생태와 환경 = Korean journal of ecology and environment, v.52 no.4, 2019년, pp.293 - 305  

김학준 (부경대학교 화학과) ,  곽석남 ((주) 환경생태공학연구원) ,  윤민 (부경대학교 응용수학과) ,  김일규 (부경대학교 환경공학과) ,  김영성 (한국수자원공사 수자원연구원) ,  김동섭 (한국수자원공사 수자원연구원)

초록
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본 연구는 충주댐(청풍호)의 부유식 수상태양광 발전 시스템 (FPV)이 수질에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 충주댐(청풍호) FPV는 수표면적(97 ㎢)의 0.04% 를 차지한다. FPV 설치 전후 호수 전체의 수질을 비교·분석하였다. 전체 호수의 DO, BOD, TOC 및 Chl-a는 설치 기간 후 유의한 수준(p<0.05)에서 증가한 반면, 전기전도도는 감소하였다. 이는 동일한 비교 기간 동안 40% 증가한 강수량으로 인해 영양염류 유입이 증가한 때문으로 판단된다. 또한 2017년 5월과 11월 FPV 중앙 직하부(FPVC) 및 영향권 지점에서 수질 인자를 측정·비교하였다. 그 결과, FPVC와 영향권 지점의 수질 인자가 통계적으로 다르지 않았으며(p>0.05), FPV 시설이 수질 저하를 유발하지 않음을 보여주었다. 2018년 9월부터 11월까지 5차례에 걸쳐 수온, 광도 및 식물 플랑크톤 군집도 수심별로 측정·분석하였다. 수온은 지점별로 다르지 않았으며, 광도는 FPVC에서 27~50%로 감소한 것으로 조사되었다. 대조구와 비교해보면 감소된 광도에도 불구하고 FPVC에서 조류의 출현종과 현존량이 유의미하게 다르지 않았다(p>0.05). 그러나, 11월 초의 시료의 경우, FPVC에서 Aulacoseira 속에 속하는 부착 규조류가 우점하였으며 대조구보다 현존량이 상당히 높았다. 이는 FPV 시스템에 의한 일시적이고 국부적인 정체 수역 형성과 관계있을 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 수상태양광 설치에 관한 정책수립에 필요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 수상태양광 시설에 대한 장기적인 수질 모니터링과 수상태양광 시설에 의한 수리동역학적 연구, 수상태양광의 설치 면적과 수질과의 상관관계 연구 등이 필요하며 이를 통해 수상태양광 활용성을 극대화 시킬 수 있을 것으로 보인다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study we investigated the effect of a floating photovoltaic (FPV) system in Cheongpung Lake on water quality. The FPV with a tilt angle of 33° covered ca. 0.04% of surface area (97 ㎢) of Chungju Lake. The water qualities of the whole lake before and after installation of FPV we...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 충주댐(청풍호) 수상태양광 설치 전·후의 호소의 이화학적 수질 변화를 분석하고 수상태양광 패널이 수체에 미치는 물리적 변화와 조류의 상관관계를 연구하였다.
  • 본 연구는 충주댐(청풍호)의 부유식 수상태양광 발전 시스템(FPV)이 수질에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 충주댐(청풍호) FPV는 수표면적(97 km2)의 0.
  • 조사 지점은 FPVC와 대조구인 control로 하였다. 수상태양광 발전시설물이 수체의 물리환경에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 물리환경 조사는 수심별 수온과 광도와 증발산량으로 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양광발전은 설치 위치를 육상으로 하였을 때의 영향은 무엇인가? , 2016). 육상태양광 발전시설 건설에 따른 환경적, 사회적 갈등이 증가하고 있고, 부정적 영향이 대두됨에 따라 그 대안으로 댐 및 저수지의 정수역을 활용한 수상태양광 발전이 주목받고 있다. 수상태양광은 호수, 댐, 저수지 등 수상에 설치하여 운영하는 태양광 발전시설로 육상에 구조물을 설치하여 지지하는 방식이 아닌, 물의 부력을 이용하여 수면에 설치하는 방식이다.
2016년 세계 1차에너지 공급량 중 화석연료가 차지하는 비중은? 국제에너지기구 (International Energy Agency)의 보고에 의하면 2016년 세계 1차에너지 공급량 중 화석연료가 87%, 재생에너지가 13.7%를 차지하고 있다.
전세계적 재생에너지 공급량 중 가장 큰 비중을 차지하는 에너지는? (IEA, 2018; REN21, 2018; Lee and Cho, 2018). 전세계적으로 재생에너지 공급량은 1990년 이래 연평균 2%씩 성장 중인데 이 중 태양광과 풍력이 각각 연평균 37.3%와 23.6%의 성장세로 가장 큰 비중을 차지하고 있다(Lee and Cho, 2018). 국내의 신재생에너지 보급 현황도 세계적 경향과 매우 유사하다.
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참고문헌 (22)

  1. Ahn, K.-H. and J.-G. Ryu. 2006. A study of flora on Chungju Lake Area. Korean Journal of Nature Conservation 4(3): 187-200. 

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  4. Dalton, J. 1802. Experimental essays on the constitution of mixed gases: on the force of steam or vapour from water or other liquids in different temperatures, both in a Torricelli vacuum and in air; on evaporation; and on expansion of gases by heat. Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester 5: 536-602. 

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  6. Joo, J.C., N.J. Heo, S.H. Choi and S.H. Lee. 2018. Current status of floating photovoltaic solar system worldwide and their issues. Water and Future 51(11): 34-41. 

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  8. KEA. 2019. https://www.knrec.or.kr/pds/statistics.aspx 

  9. KRCC. 2017. Studies on the effect of utilization of water surface of agricultural reservoir on aquatic ecosystem (I). Korea Rural Community Corporation, Korea. 

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  11. Kwak, S.J. 2005. Limnological and ecological study of Lake Chungju. MS thesis. Samyook University. 

  12. Lee, I., J.C. Joo, C.S. Lee, G.Y. Kim, D.Y. Woo and J.H. Kim. 2017. Evaluation of the water quality changes in agricultural reservoir covered with floating photovoltaic solar-tracking systems. Journal of Korean Society of Environmental Engineering 39(5): 255-264. 

  13. Lee, S.H. and I.H. Cho. 2018. Global policy trends in new and renewable energy and market analysis. Korea Energy Economics Institute, Korea. 

  14. Lee, Y.W. and H.Y. Lee. 2003. Effects of light-blocking on water quality and phytoplankton community in Lake Juam. Korean Journal of Limnology 36(2): 150-160. 

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  21. Shannon, C.E. and W. Wiener. 1963. The mathematical theory of communication. Urbana, IL: University of Illinois Press, 127 pp. 

  22. Yamamichi, M., T. Kazama, K. Tokita, I. Katano, H. Doi, T. Yoshida, N.G. Hairston and J. Urabe. 2018. A shady phytoplankton paradox: when phytoplankton increases under low light. Proceedings of The Royal Society B 285: 20181067. 

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