모듈형 콘크리트 부력체로 구성된 수상태양광 발전시스템 구조성능 평가

Abstract

최근 신재생 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 국내외 태양광 발전시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 에이피에너지, 이플로트, 선박해양연구소 등은 다수의 모듈형 콘크리트 부력체를 강재 빔 커넥터로 연결한 수상태양광 발전시스템을 개발하여 그 성능을 검토한 바 있으며 본 연구에서는 그 결과를 서술하였다. 수상태양광 시스템은 육상이 아닌 호수, 바다 등에 설치하므로 육상 시설과의 갈등을 줄일 수 있으며 부체를 콘크리트 블럭으로 제작하므로 내구성이 뛰어나며 특히 동결에 유리하다. 또한, 부력체를 모듈형태로 구성하므로 설치 전후의 작업이 용이하다. 제안된 발전시스템은 부유체와 탄성변형을 하는 빔 커넥터로 구성되므로 구조성능 평가 시 시간영역 유탄성해석을 적용하였다. 부체 주위의 파랑 하중은 고차경계요소법(Higher Order Boundary Element Method 이하 HOBEM)으로 해석하였고 빔 커넥터의 응력은 유한요소법(Finite Element Method 이하 FEM)을 적용하여 산출하였다. 또한, 유닛의 배치형상, 부체의 크기와 간격, 빔 커넥터의 강도 등을 달리하여 유탄성해석을 수행함으로써 그에 따른 구조적 응답을 서로 비교하였다.