Smart PV - 태양은 항상 칭하이의 주민과 경제를 비춘다

-- 세계 최대의 재생에너지 기반 기술로 건강한 지구를 구축할 방법 제시

(선전, 중국 2021년 11월 18일 PRNewswire=연합뉴스) 중국어로 칭하이는 '푸른 바다'라는 뜻이다. 중국 최대 내륙 염호인 칭하이호(Qinghai Lake)의 이름을 딴 칭하이성은 2020년 11월 하이난과 하이시주에 1,000만kW에 달하는 2곳의 재생에너지 기지가 완공되면서, 전 세계적으로 주목을 받았다. PV 발전소는 호수에서 남동쪽으로 60km 떨어진 궁허현의 탈라탄(Talatan)에 위치한다.

성도인 시닝에서 궁허현으로 이동하다 보면, 길 양쪽의 가파른 산들이 서서히 멀어지고 수평선이 점점 넓어진다. 푸른 하늘, 양털 같은 구름, 초록빛 언덕, 그리고 떠돌이 소와 양 떼는 고요함과 평화로움을 불러온다. 먼 산에 소복이 쌓인 흰 눈은 간밤의 바람과 눈의 흔적일 뿐이다.

건설 10년

궁허현은 2011년 이전까지만 해도 인구가 적은 외딴 지역으로, 비교적 알려지지 않은 곳이었다. 크레인과 장비를 가져오는 것이 어려울 정도로 거대한 사업인 세계 최대의 재생에너지 기지를 건설하는 작업이 시작됐을 때, 궁허현은 역사상 가장 바쁘고 분주한 시간을 보냈다. 또한, 지난 10년간 이곳에서는 음식 제공, 숙박, 자동차 정비, 철물 및 건축 자재와 같은 보조 산업이 급속하게 성장했다.

이러한 수준의 활동은 룽양사(Longyangxia) 수력발전소가 건설됐던 1980년대 이후 처음이다.

2020년 9월 26일은 화웨이와 에너지 전문기업 Huanghe 양측에 잊지 못할 날이다. 17시 18분에 Qinghai Gonghe 2.2GW PV 발전소의 마지막 부분이 전력망에 연결됨에 따라, 100% 청정 전력을 전송하는 세계 최초의 UHVDC 송전 프로젝트를 지원하는 전력원이 공개됐다. Gonghe PV 발전소는 세계 최대 규모의 PV 발전소일 뿐만 아니라, 입찰부터 그리드 연결까지 불과 1년밖에 걸리지 않아, 새로운 에너지 발전소 중 가장 짧은 완공 기간을 자랑한다.

이 시설이 지원하는 Qingyu UHVDC 송전선로는 칭하이성 하이난에서 허난성 주마뎬까지 1,563km에 달하며, 이를 통해 중원 지역을 100% 청정 전력으로 밝힐 수 있다.

궁허의 PV 발전소와 칭하이성 풍력 발전소는 모두 전력망에 연결돼 하이난에서 1천543만6천kW, 하이시에서 1천12만kW의 용량을 제공한다. 각각의 재생에너지 기지의 용량은 현재 1천만kW에 달한다.

<Photo> 1,563km에 달하는 Qingyu UHVDC 송전선로는 중국 북서부 고원의 청정에너지로 중원을 밝힌다. (PRNewsfoto/Huawei)

10년 전까지만 해도 중국의 인버터 시장은 센트럴 인버터가 지배적이었다. 2013년에 화웨이와 Huanghe는 칭하이의 Golmud PV 발전소에 스트링 인버터를 배치했는데, 이는 스트링 인버터가 대규모 지상 장착 PV 발전소에 설치된 최초의 사례다. 이는 센트럴 인버터의 지배우위를 극복하고 PV 산업의 새로운 발전을 촉발시켰다. 2014년에 양사는 PV 발전소를 디지털화하기 위해 스트링 인버터를 기반으로 하는 스마트 PV 솔루션을 출시했다. 1년 후, 화웨이는 Huanghe와 함께 스마트 PV 공동혁신센터(Smart PV Joint Innovation Center)를 설립했으며, 얼마 후 Smart I-V Curve Diagnosis 기술을 개발함으로써 O&M에 혁명을 일으키며 균등화 발전원가(Levelized Cost of Energy, LCOE)를 대폭 절감했다.

2017년에는 스트링 인버터가 센트럴 인버터를 제치고 주류 PV 인버터로 자리 잡았다. Smart I-V Curve Diagnosis는 복잡하고 비효율적인 수동 O&M 및 검사를 대체하고, 저렴한 PV의 도래를 가속화함으로써, 오늘날 전 세계적으로 널리 사용되고 있다. 작은 불씨가 거대한 불로 이어지듯이, 황하에서 시작된 스마트 PV는 현재 609㎢ 규모의 궁허 PV 발전소가 됐다. 여기에 100MW의 시범 발전소가 보완되면서, 세계 최대의 PV 발전소 중 하나로 꼽힌다.

Huanghe의 Xie Xiaoping 회장에 따르면 양사는 자원을 조정하고 상호 보완적인 강점을 활용해 뛰어난 결과를 달성했다고 한다. 불과 10년 만에 세계 최초의 100% 청정에너지 UHV 송전선로와 세계 최대의 재생에너지 기지, PV 발전소, 단일 PV 발전소, 수력 태양광 발전소 및 시범 기지의 개발이 이뤄진 것이다.

Huanghe는 화웨이의 디지털 정보 기술, 5G 네트워크 및 스마트 소형 단말기를 기반으로 중국 최대의 중앙집중식 신에너지 컨트롤센터를 구축했다. 2천만 개 이상의 데이터 측정 포인트를 갖춘 이 센터는 34개의 PV 발전소를 중앙에서 관리하며, 빅데이터 분석, 원격 진단, 실시간 유지보수 등의 서비스를 제공한다.

현재 싱가포르 면적과 비슷한 609.6㎢ 규모의 새로운 PV 발전단지와 2,400㎢의 풍력 발전단지에 대한 건설 계획이 준비돼 있다.

2020년 말까지 하이난의 재생가능 자원은 PV 발전 900만kW, 수력 발전 550만kW, 풍력 발전 410만kW, 태양열 발전 50,000kW를 포함해 총 1,865만kW의 설치 용량을 달성했다.

탈라탄에 다시 찾아온 민요의 노랫가락

황하 상류에 위치한 탈라탄은 한때 가뭄과 과도한 방목으로 인해 바람에 날리는 모래들로 가득한 황량한 풍경을 갖고 있었다.

2011년부터 시작된 PV 발전은 태양 에너지가 토양 수분을 증가시키고, 토양 표면의 증발을 감소시키는 역할을 함에 따라, 황폐해진 초목을 점진적으로 회복시키고 초원 생태계를 활성화하는 데 도움이 됐다. 칭하이-티벳 고원에 끝없이 늘어선 태양 전지판 아래에서 양 떼를 모는 지역 주민의 모습은 기술과 자연의 조화로운 공존 방법을 보여주는 살아있는 예다. 하늘은 푸르고, 광야는 끝없이 펼쳐져 있으며, 풀 사이를 스치는 바람은 소와 양에게 들려주는 노랫소리다.

불과 10년 만에 탈라탄은 예전의 모습을 되찾았다. 이 지역의 푸르른 과거는 시간 여행을 하듯 현재로 돌아왔고, 이제 이곳에는 다시 민요의 노랫가락이 울려 퍼진다.

<Photo> PV 단지를 향해 달리는 양 떼의 모습 (PRNewsfoto/Huawei)

탈라탄으로 가는 길에, Huanghe의 PV O&M 회사의 생산 기술 부국장인 Huan Xingsheng은 '태양 방목(solar grazing)'이 이 땅의 자연을 구현한다는 믿음을 갖고 있으며, 현재 이 용어는 상표로 등록 중이다.

Tiegai Town에 거주하는 50세의 Duo Goujie는 아내와 함께 인근의 비옥한 들판에서 풀을 뜯는 550마리가 넘는 짧은 꼬리 한 양(small-tailed Han sheep)을 기르고 있다.

그는 "이전에는 이곳에 비옥한 풀이 없었다"라며 "풀은 길가에서 보는 것처럼 모래로 뒤덮인 덩어리로 자랐기 때문에 양들이 싫어했다"고 웃으며 말했다.

탈라탄에서 PV 프로젝트를 처음 계획했을 때, Huanghe는 자연 생태계와 PV 산업 모두에 이익이 되는 방식으로 PV 발전소를 배치하는 방법을 모색했다. 사막 바람과 모래가 PV 패널에 미치는 영향을 최소화하기 위해, Huanghe는 PV 단지 주변에 목초지 씨앗을 뿌렸다. 이내 단지 안의 풀은 외부의 풀보다 훨씬 더 높이 자랐다.

Huan Xingsheng 부국장은 "PV 패널의 피난처가 토양 표면의 증발을 줄이고, PV 패널 청소에 사용되는 물이 토양 수분을 높인 덕분에 풀이 더 잘 자란다"라고 설명했다.

그러나 이는 새로운 문제를 야기한다. 풀이 너무 높게 자라면 태양광이 PV 패널에 도달하는 것을 가로막아 발전에 영향을 미치기 때문이다. 또한, 겨울에 풀이 시들면 불이 붙기 쉽다. 그에 따라, 2015년 Huanghe는 600마리의 양을 단지 내로 이주시켰다. 양 떼를 통해 잔디를 일정한 높이로 유지함으로써, 태양광 발전에 미치는 영향을 줄이고, 농부들의 삶을 훨씬 더 편하게 만들었다.

또한, 2015년에 Huanghe는 대규모 PV 발전소가 환경에 미치는 영향을 연구하기 시작했다. PV의 배치는 토양 수분과 초목의 성장을 개선해 평균 풍속을 41.2%, 일별 기온을 0.5℃ 낮추는 한편, 20cm 깊이에서 일평균 공기 습도 2.1%, 토양 수분 32%의 개선 효과를 가져오는 것으로 나타났다.

그 결과, Huanghe는 PV 지지대의 설계를 지상 50cm에서 1.2m로 조정했다. 증가된 건설 비용은 지역 농부와 방목 계약을 체결하고, 지역 주민을 고용해 PV 단지의 건설 및 유지 관리를 돕게 하는 한편, 단지 내에 눈국화(Snow chrysanthemum) 및 Togou 풀과 같은 환금작물을 재배함으로써 상쇄시켰다. 태양광 기술을 사용해 생태계와 지역 주민에게 공동의 혜택을 주는 모델은 PV 산업, 지역 교통, 건설 및 관광을 촉진해 황하 상류의 소수 민족의 발전과 번영을 끌어냈다.

2018년 탈라탄의 성공에 대응해, 북서 건조 지역의 생태 수질 보존에 관한 국가 핵심 연구소(State Key Laboratory on Ecological Water Conservation)는 Huanghe에 지점을 설립해 칭하이와 같이 건조하거나 사막화된 지역의 관리를 연구하는 데 전념하고 있다.

세계 최대의 재생에너지 기반의 지원을 받는 칭하이성의 전력망은 2017년부터 7일, 9일, 15일 및 30일 연속의 중단 없는 녹색 전력을 제공하는 등 여러 이정표를 달성했다.

올 8월 16일에는 100일 연속 발전이라는 기록도 세웠다.

30m 높이의 검사탑에서 바라보면, 거대한 PV 패널의 푸른 바다가 인근의 칭하이호와 대비를 이룬다. 오늘날 이 땅은 5,000마리 이상의 양 떼가 단지 내에서 풀을 뜯고, 농부들의 노랫소리가 초원 위로 떠다니는 기쁨이 넘치는 활기찬 곳이 됐다.

영상 - https://mma.prnewswire.com/media/1690634/Thoughts_on_a_Blue_Ocean__Final.mp4

출처: Huawei