인도 구자라트, 공간을 스마트하게 활용하는 '태양광'

 

 

태양광의 이점

태양열 에너지는 깨끗하지만 일반적으로 엄청난 면적을 차지합니다. 인도에서 대안은 국가의 운하를 태양 전지판의 반짝이는 산책로로 바꾸는 것입니다.

가혹한 한낮의 태양이 인도 서부 구자라트의 먼지투성이의 작은 마을에 내리쬐면서 강철 지지 구조물에 파란색 태양 전지 패널이 수평선을 향해 뱀처럼 늘어서 있습니다. 패널은 관개 수로의 상단을 덮고 있으며 무지개 빛깔의 거울처럼 반짝입니다.  초가집 벽과 양철 지붕, 벌목하는 길 잃은 소가 있는 40채의 이 작은 마을은 최근까지 전기가 공급되지 않는 인도 시골 지역의 많은 지역 사회 중 하나였습니다. 

하지만 이제는 집집마다 램프가 켜져 있어 아이들이 밤에 공부할 수 있고 농부들은 해가 진 후에도 젖소를 착유할 수 있습니다.

인도는 전통적으로 석탄 화력 발전소에 의존해 왔으며 2018-19년 인도 전력의 72%를 생산했습니다. 인도는 풍부한 일조량(1년에 약 300일의 맑은 날)과 에너지에 굶주린 인구가 많기 때문에 태양열 발전에 이상적인 위치입니다. 

2020년 1분기 말에 국가의 태양광 발전 용량은 36.6GW에 도달했으며 2022년까지 100GW로 증가하는 것을 목표로 하고 있습니다.

그러나 태양광 발전소 건설의 주요 과제 중 하나는 태양광 발전소를 건설할 적절한 장소를 찾는 것입니다. 토지는 인도에서 상대적으로 비싸고 소유자가 여러 명인 경우가 많으므로 토지 구입에는 많은 절차가 필요합니다. 인도의 높은 인구 밀도는 제곱 킬로미터당 평균 464명으로 땅에 압력을 가합니다. 옥상 태양광 패널이 하나의 솔루션이지만 건물 꼭대기의 햇볕이 잘 드는 공간도 제한적입니다.

구자라트에서는 땅, 물, 탄소 배출량을 하나로 줄이는 솔루션으로 운하를 태양 전지판으로 덮는 것이 답이었습니다.


Gensol Engineering의 전략 컨설팅 관리자인 Payal Saxena는 지난 몇 년 동안 태양 에너지 시장의 초점이 대규모 유틸리티 프로젝트에서 보다 혁신적인 공간 활용을 위한 소규모 프로젝트로 바뀌었다고 말합니다.

 

 

2014년 구자라트에서 시범적으로 750m를 확장하여 2015년에 1,830만 달러의 비용으로 구자라트의 바도다라(Vadodara) 지구에 첫 번째 대규모 운하 꼭대기 태양광 발전소를 건설했습니다. 나르마다 강으로 이어지는 긴 운하 덕분에 여러 지점에서 전기를 추출할 수 있다고 최초의 나르마다 강 운하 프로젝트에 참여했던 Grassroots and Rural Innovative Development의 CEO인 Manik Jolly는 말합니다.

태양 운하에서 생성된 에너지는 에너지 집약적인 관개 시즌 동안 농부들에게 전기를 제공할 수 있고, 계절이 아닐 때 전기는 주 전력망에 공급되거나 유통 회사에 판매되거나 운하 당국에서 사용할 수 있다고 Jolly는 말합니다. 

이 전력은 농촌 지역에서 생산되기 때문에 송전 손실이 감소하고 지역 그리드가 강화됩니다.

최초의 태양광 운하 프로젝트 이후로 인도에서 10억 인도 루피의 추정 비용으로 40km에 걸쳐 뻗어 있는 나르마다 강( Narmada River)의 지선 위에 있는 100MW 운하 꼭대기 태양광 발전 프로젝트를 포함하여 많은 다른 사람들이 인도에서 시운전을 받았습니다. ($1390만/930만 파운드).

전반적으로 구자라트에는 주를 가로지르는 80,000km 이상의 운하가 있습니다. Gujarat State Electricity Corporation에 따르면 이 중 30%를 태양광으로 전환하면 18,000MW의 전력을 생산하여 90,000 에이커의 토지를 절약할 수 있습니다.

상호 간의 이익

운하 위에 있는 태양광 발전소의 장점은 지역 에너지 생산과 절약된 토지에만 있는 것이 아닙니다.  우선 태양광 발전소는 대형 석탄 발전소나 가스 발전소보다 훨씬 빠르게 건설할 수 있습니다. 또 다른 예로, 운하를 덮는 것은 물의 증발을 방지하여 농작물과 사람들이 더 많이 사용할 수 있도록 하는 데 도움이 됩니다.

운하가 주로 관개용으로 사용되는 Gujarat, Rajasthan 및 Maharashtra와 같은 주에서는 증발이 큰 문제라고 Ahmedabad에 기반을 둔 AHA Solar Photovoltaics의 창립 이사인 Pulkit Dhingra는 말합니다.

패널 그늘의 또 다른 장점은 운하의 조류 번성을 억제한다는 것입니다. 조류의 성장은 물 펌프를 막고 독성을 유발할 수 있습니다. 구자라트 에너지 연구 관리 연구소(Gujarat Energy Research and Management Institute)의 선임 프로젝트 책임자인 Nilesh Kumar는 "태양 전지판을 설치하고 직사광선이 없으면 조류 성장이 크게 최소화됩니다." 라고 말합니다.

그리고 물은 위의 태양 전지판의 이점을 얻을 수 있지만 아래 물의 패널도 마찬가지입니다. 흐르는 물은 패널이 냉각 상태를 유지하는 데 도움이 되므로 효율성이 최소 2.5-5% 증가합니다. 

그러나 몇 가지 단점이 있습니다. 태양광 운하는 일반 태양광 발전소보다 건설 비용이 더 많이 듭니다. 

지지체는 보호용 아연층으로 아연도금해야 합니다. 아래에 있는 물은 부식 위험을 증가시키기 때문입니다.

운하의 너비가 딱 맞아야 하기 때문에 올바른 위치를 찾는 것도 어렵다고 Dhingra는 말합니다. 

 

너무 넓으면 시공이 어렵고 비용이 많이 듭니다. 너무 좁고 건설할 수 있는 패널의 수가 너무 적어 충분한 햇빛을 흡수합니다. 물론 계획된 태양열 구조를 수용할 수 있도록 운하가 충분히 확장되어야 합니다.

 

그리고 땅이나 옥상에 설치한 태양광 패널처럼 패널 위에 먼지가 쌓이면 전력 생산량이 감소하므로 정기적으로 패널을 청소해야 합니다. Jolly는 운하 상단 프로젝트의 운영 및 유지 관리는 청소가 가능하도록 경사로를 건설해야 하기 때문에 큰 도전이라고 말합니다. 일부 회사는 분무기와 로봇을 사용하여 원격 지역의 패널을 청소합니다. Gensol Engineering의 Payal Saxena는 "운하 상부 식물은 넓은 지역에 퍼져 있고 경계 벽이나 울타리로 보호할 수 없기 때문에 보안 문제가 중요합니다. 도난을 모니터링하기 위해 카메라를 설치해야 할 수도 있습니다."라고 덧붙입니다.

운하의 구불구불한 성격도 제약을 가합니다. 에너지 흡수를 최대화하기 위해 태양 전지판은 남쪽을 향해야 하지만 운하의 방향은 지시할 수 없습니다. 태양 전지판은 또한 운하를 수리하거나 실트를 제거하는 데 방해물 역할을 하며 매우 자주 운하를 따라 나무를 베어내야 하는 지역에 그림자가 없어야 합니다.

지금까지 인도의 8개 주에서 운하 태양열 프로젝트를 의뢰했습니다. Jolly는 "이 혁신적인 프로젝트는 수백만 명의 농부에게 저렴하고 일관된 전기를 제공하고 수익을 향상할 수 있습니다."라고 말합니다. 환경 방어 기금(Environmental Defense Fund)의 분석가인 Sabah Usmani와 같은 연구원들이 제안한 것처럼 위의 태양열 발전소가 아래의 수력 발전과 결합된다면 인도 운하에서 재생 가능한 전력을 최대화할 가능성이 더 많습니다.

수냉식 효율성과 그 아래로 흐르는 운하에 대한 상호 이익으로 인해 이 뱀처럼 빛나고 빛나는 태양 운하가 인도에서 훨씬 더 흔한 광경이 될 것 같습니다.