새로운 연구에서는 부유형 태양광 발전이 호수의 바람의 흐름과 조도에 어떻게 영향을 미치는지, 그리고 다양한 깊이에서 수온에 미치는 영향을 자세히 설명합니다. 그러나 저자들은 수역 자체의 이점을 극대화하기 위해 시스템을 설계하는 방법에 대한 더 많은 연구가 필요하다고 말합니다.

프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소(ISE)와 프라이부르크 대학의 연구진은 독일 남서부 메이발트 호수의 부유형 태양광 발전(FPV) 시스템을 평가하여 호수의 열 특성에 미치는 영향을 확인했습니다.

호수에 있는 749kW FPV 시스템에 대한 연구에서 연구원들은 광범위한 기상 및 수문학 측정을 사용하여 시스템이 표면 근처 측면 바람 흐름, 복사 조도, 수온 및 에너지 균형에 미치는 영향을 연구했습니다.

연구팀은 최상층 수층이 시간에 따라 수온(ΔT w )에 큰 변화를 보인다는 사실을 발견했다.

특히, 표면 근처 층에서 음의 ΔTw 값이 관찰될 수 있으며 이는 시스템의 냉각 효과를 나타냅니다. 평균 수온 차이의 깊이와 표준 편차는 강한 음의 상관 관계를 나타냅니다(r = -0.87). 5 m 수심 범위에서 수온차의 변동폭은 5~10 m 수심 범위에서보다 유의하게 높았다(p = 0.0007).

연구진에 따르면 이번 발견은 FPV의 영향이 주로 상부 수층에 있으며 낮과 밤에 다른 효과를 가질 수 있으며 지표 근처 수층에서 가장 강한 냉각이 발생함을 나타낼 수 있습니다.

FPV가 호수에 미치는 영향을 확인하기 위해 팀은 모듈 위와 아래의 전역 수평 복사조도(GHI) 측정값을 입력으로 사용하는 일반 호수 모델을 사용했습니다. 또한 팀은 소형 풍력 송신기에서 생성된 데이터를 사용하여 시스템으로 인해 발생하는 표면 근처의 측면 풍속 차이를 분석했습니다.

감소된 바람에 대한 민감도 분석을 기반으로, 표면 근처 풍속에 대한 FPV의 영향이 호수의 열 특성에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 것을 관찰할 수 있다고 연구는 밝혔습니다. "측정된 복사조도(73%)와 바람(23%)은 기후 변화에 대한 상쇄 효과를 암시하지만, 바람의 큰 감소는 성층을 안정화하는 효과를 가지며 2018년과 같은 극단적인 해에는 표면 수온을 크게 증가시킬 수 있습니다. 이는 결국 기후 변화 예측의 영향을 더욱 증폭시킬 수 있습니다."

이러한 복잡성은 시스템이 "기후 변화 측면에서 수역에 유익한 영향을 미치도록" 특별히 설계될 수 있도록 FPV와 물 사이의 상호 작용을 모니터링하기 위해 더 많은 연구가 수행되어야 함을 의미한다고 그룹은 말했습니다.