플로팅·계류 시스템부터 마리나 시스템까지, 수상태양광 부유기술은 진화했다

[공학저널 김하늬 기자] 수상태양광의 핵심은 태양광 패널을 물 위에 떠 있게 하는 부유식 구조물이라고 해도 과언이 아니다. 초기에는 단순한 플라스틱 부유체가 주로 사용됐지만, 최근에는 내구성을 높이기 위해 금속과 복합 소재가 사용되며, 바람이나 파도에 견딜 수 있도록 설계가 더욱 정교해지고 있다.

이러한 역할을 하는 플로팅·계류 시스템은 수상태양광 발전소에서 태양광 패널 등 구조물을 물 위에 안정적으로 설치하고 유지하기 위한 핵심기술로서, 수상태양광 발전소의 안정성, 효율성, 그리고 수명에도 큰 영향을 미친다.

플로팅·계류 시스템은 초기 설치 비용과 유지 관리 비용이 높아 경제성 확보가 과제로 떠오르고 있으며 이를 해결하기 위해 더 저렴하고 내구성 있는 자재 개발과 유지 관리 기술 개선이 필요해지고 있다.

이에 국내에서도 관련 기술개발이 활발하다. 그 중 ㈜오토렉스 이앤에스는 수상·해상 분야 플로팅·계류 시스템 설계·개발에 특화된 기업으로 손꼽히고 있다. 특히 국내에서는 유일하게 PE 소재의 수상태양광 전용 충진형 부력체를 해외 기준에 맞게 생산해 주목받고 있다. 이를 호주와 미국의 법규에 맞춰 제작하는 것은 물론 지난 10년간 다양한 국책 R&D 사업을 통해 기술 개발과 시험 검증을 거쳐, 플로팅·계류 시스템의 설계, 개발, 시공을 모두 수행할 수 있는 노하우를 축적한 것이 특징이다.

오토렉스 이앤에스는 그간 중소기업청, 한국에너지기술평가원, 한국에너지공단 등의 국책 사업을 통해 다습 환경에서 적용 가능한 태양광발전 시스템, 해상 환경에 적합한 태양광 모듈 개발, 수상태양광 종합 평가 센터 구축 등의 프로젝트를 성공적으로 수행해 왔다.

이를 바탕으로 최근 오토렉스 이앤에스는 수상·해양 레저 분야의 마리나 시스템 설계 등과 같은 분야로의 확장도 노력하고 있다.

마리나 시스템 분야는 부력체, 구조 시스템, 계류 등 수상태양광 분야의 상당 부분 기술이 호환돼 사용되고 있다. 수상태양광 플로팅·계류 시스템과 가장 유사한 산업 부분인 마리나 시스템 분야에도 설계 및 개발 경험을 다수 가지고 있는 오토렉스 이앤에스는 국내 건설 기업과 협업을 통해 해외 사업 진출에 일정 부분 역할을 수행 중이다.

오토렉스 이앤에스 권태규 대표이사(사진)는 “향후 수상태양광 사업의 발전과 보급확대를 위해선 안전성 기반의 가격 경쟁력 확보가 무엇보다도 중요하다”며 “오토렉스 이앤에스는 수상에서의 부유식 변전소를 활용하는 새로운 방식의 수상태양광 시스템에 많은 관심이 있으며, 기초적인 R&D 과정을 수행하고 있다”고 말했다.

그는 이어 “이미 중국 등 해외 경쟁국에서는 수상 부유식 변전소를 이용해 발전소를 시공 운영 중인 상황으로 우리도 이러한 점에 중점을 두어, 수상 부유식 변전소에 최적화·경량화된 플로팅·계류 시스템 개발에 노력 중”이라며 “이러한 기술개발은 국내 수상태양광 보급확대와 수출 경쟁력에도 많은 도움이 되리라 생각한다”고 덧붙였다.

이를 위해 오토렉스 이앤에스는 K-Water와 지난 2013년부터 수상태양광 발전시설의 플로팅·계류 시스템 부분의 안전성 증대와 원가 절감 분야에 지속적인 연구 사업을 공동 수행 중이다.

2013년 수상태양광 탄성체계류 시스템 개발과 더불어 원가 절감을 목표로 한 능동형 수상태양광 시스템 개발을 수행했다. 이 프로젝트는 합천댐 내에 파일럿 모델을 설치·운영하며 공동 특허를 출원·등록하는 등 기술적 성과를 거뒀다.

2018년부터 2023년까지는 해상 환경에 적용 가능한 태양광 모듈 및 시스템 개발을 진행했으며 이는 시화호 내에서 2단계에 걸쳐 파일럿 모델이 설치·운영됐다.

권 대표는 “K-Water와 10년 이상의 기간 동안, 실증지 기반의 R&D 사업을 공동 수행해 왔으며, 이를 통해 수상태양광 플로팅·계류 시스템 부분의 원천기술을 확보했고, 이를 바탕으로 지속적인 사업 발전을 이루고 있다”고 설명했다.

오토렉스 이앤에스는 지난 2020년 모기업인 ㈜오토렉스에서 신재생에너지 분야가 분리돼 설립된 조선·해양 기술 기반의 수상태양광 플로팅·계류 분야 전문기업이다. 모기업인 오토렉스는 현대·기아자동차의 협력 기업으로, 2013년도부터 신재생에너지 분야 진출을 위해 회사 내 전담 사업부서를 설립해 국가지원의 각종 R&D 사업을 수행해 왔다. 그러나 신재생에너지 사업 부분 전문성 확대와 활성화를 위해 2020년 오토렉스 이앤에스로 분사했다.

올해 오토렉스 이앤에스는 ㈜유진솔라와 부유식 변전소 시스템 중 플로팅·계류 시스템 분야 기초 설계 부분에서 현재 협업을 진행 중이다.

현장경험을 기반으로 한 기술력 중심의 기업을 설계해가고 있는 오토렉스 이앤에스는 그간 수상태양광 분야에서 축적된 경험과 기술을 고도화해 현재 공기관, 기업 등과 진행하고 있는 각종 공동 개발사업을 성공적으로 완수하는 데 중점을 두고 있다.

권 대표는 “국내에는 아직 제품 개발 전 단계로, 해외 사례 중심으로 기초 연구가 진행되고 있으며 이 부분에 많은 투자를 진행하고 있다”며 “해외시장에서 선전 할 수 있는 좋은 제품을 개발하는 데 노력하겠다”고 전했다.

한편, 수상태양광 분야는 아직 상용화 역사가 짧은 산업 분야 중 하나로, 제도적 미비로 인해 시장 진입에 한계를 느끼는 기업이 많아 국내에서도 규제 특례 등과 같은 제도로 이러한 애로사항을 해결하기 위한 노력이 지속되고 있다.

현실적으로 국내기업이 개발한 새로운 신기술이 시장에 진입하기까지 중국, 유럽 등에 비해 다소 시간이 많이 소요돼 기술의 경제적 가치가 하락할 수 있다는 것이 업계의 의견이다.

권 대표는 “신재생에너지 분야 시장확대 걸림돌 중 하나가 잘못된 인식에 따른 문제도 중요한 요소인 것 같다”며 “오해로 인한 부정적 요소가 산재하는 바 이러한 문제의 해결을 위한 공감대 형성이 중요하고 정부와 기업 등 사회 전체의 공동 노력이 필요하다”고 전했다.

그는 이어 “탄소중립의 실행 또한 바꿀 수 없는 대세이며, 국내 여건상 신재생에너지의 분담 비율 또한 현실적 한계는 분명해 보인다”며 “원전과 신재생에너지의 조화로운 정책이 중요한 시점이라고 생각한다. 오토렉스 이앤에스 또한 맡은 바 역할을 수행하는 것이, 후대를 위한 책임이라 생각하고 열심히 노력하겠다”고 덧붙였다.