Structural Design and Installation of Tracking-type Floating PV Generation System

Abstract

Most of energy are obtained from oil, coal, and natural gas, most likely, fossil fuel which is limited throughout the world. Recently, high crude oil price, climate change, oil depletion, etc. are main reason to get attention to non-fossil energy including renewable energy in the world. In this study, we studied analysis and design of structure system composed of pultruded fiber reinforced polymer composite (PFRP) which has many advantages such as high specific strength and stiffness, high corrosion resistance and chemical resistance. For the design and construction of floating-type structure, PFRP structural members may be the first choice. Design of tracking-type floating PV generation structure was performed by using the results of the finite element analysis. The structure is fabricated and installed on the water surface. Before the installation of the structure, safety related problems associated with installation and operation are investigated using the finite element simulation and it was found that the structure is safe enough to resist externally applied loads. 초 록: 대부분의 에너지는 전세계적으로 제한되어 있는 석유, 석탄, 천연가스 등 주로 화석연료로부터 얻어지고 있다. 최근, 고유가, 석유자원의 고갈, 기후변화 등이 신재생에너지를 포함한 비화석 연료가 세계적으로 주목을 받 고 있는 이유 중의 하나이다. 이 연구에서는 고비강성 및 비강도, 고내부식성 및 내화학성 등을 장점으로 갖고 있 는 펄트루젼 FRP(PFRP)를 사용하였다. 따라서 부유식 구조물의 설계와 시공을 위해서는 PFRP 재료가 우선적으 로 선택될 수 있다. 추적식 수상 태양광발전 구조물의 설계는 유한요소해석 결과를 사용하여 수행되었으며, 구조 물은 조립되어 수상에 설치되었다. 구조물을 설치하기 전에 안전성 문제를 유한요소법을 사용하여 검토하였으며, 그 결과 설계, 제작, 시공된 구조물은 외적으로 작용된 하중을 지지하는데 충분히 안전함을 알 수 있었다. Key Words: 추적식 수상 태양광발전 구조물(tracking-type floating PV generation structure), 펄트루젼 FRP(pultruded fiber reinforced polymeric plastic, PFRP), 유한요소해석(the finite element analysis), 설계(design), 설치(installation) 1. 서 론 1970년대 두 차례의 심각한 석유파동을 겪은 이후, 국내 에서는 장기적이고 안정적인 에너지 수급의 필요성을 인 식하기 시작하였으며, 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지 에 대한 적극적인 개발과 관련 연구 사업에 많은 관심을 기 울이기 시작하였다. 태양광발전은 전세계적으로 환경문제 관련 기후변화협 약(교토의정서) 등 21세기의 새로운 패러다임의 변화와 정 부에서 추구하고 있는 저탄소녹색성장산업의 선두주자로