태양에너지를 통하여 발전사업을 하기위하여 신재생에너지의무할당제도(RPS : Renewable Portfolio Standard)를 통하여 수익을 발생하기 위하여 축사를 신축을 하여서 지붕위에 태양광발전소를 올려고 시설을 할 시에 축사 내에 소를 키우면서 발생하는 가스(암모니아, 황화수소, 이산화탄소)로 인하여 모듈의 수명이 단축이 될 수가 있다는 부분과 단축이 된다면 얼마나 지장을 받는지 문의와 축사의 700평 중에서 지붕의 남사면의 절반을 사용하여 할 경우에 몇 명이 나누어서 발전소 허가를 낼 수가 있는지 여부에 대한 질의와 별도로 수익분석도 하여 드리겠습니다.
1. 먼저 축사에서 발생하는 가스인 주로 암모니아와 황화수소 그리고 이산화탄소에 대한 철재의 부식의 정도입니다.
가) 태양광 모듈과 모듈을 부착하기 위한 철 구조물의 부식을 논 하기 전에 먼저 축사 내부의 철재 기둥과 지붕트러스의 부식에 관한 부분입니다.
(1) 특히 겨울철의 환기에 관한 부분입니다. 소나 돼지 등의 가축 등이 외기온도가 –10℃에서는 사료의 급식량을 10% 증가를 시키고, –15 혹은 –20℃에서 사료의 급식량을 20%정도 증가를 시켜서 소의 에너지 비축과 추위에 대한 적응력을 배가 시키고 임신한 소나 돼지일 경우에는 더 많은 사료 섭취가 요구가 됩니다.
그래서 위의 가스의 발생량이 더 증가가 됩니다.
(2) 바람에 의한 체감 온도가 내려가게 됨으로 바람막이를 하면서 역시 통풍에 지장을 상당히 주어서 내부에 가스가 차여 있게 됩니다. 통상적으로 바람이 초속 2.7m이면 영하의 초반의 날씨에도 체감온도가 –14℃까지 하강하여서 밀폐된 축사내부의 가스가 심각하게 일어 납니다.
(소결론)위의 (1)과 (2)번의 사항에 의한 가스[암모니아, 황화수소(H₂S),이산화탄소]등은 가)의 항과 같이 축사내부의 철재 기둥과 트러스를 쉽게 부식을 시키게 됩니다.
지붕의 강재를 내식성이 우수한 FRP수지를 피복한 구조용 각관과 아연용융도금 앵글 등을 사용하여서 구조물의 내구성과 내식성(부식의 견딤)을 강화를 시켜야 하는 게 급선무라고 봅니다.
2차 환경오염이 없이 암모니아 가스를 약 90%까지 그리고 황화수소를 94%까지 악취를 탈취할 수가 있는 장치를 설치를 하여야 합니다. 밖으로 분출하여서 2차 환경오염과 내부의 철재의 부식까지 막는 역할을 해야 합니다.
이 부분에 대한 해결책을 알고 있는 식견과 경험을 바탕으로 축사 등 건축물 시공을 하는 업체를 문의 하시면 별도로 알려 드리겠습니다.
2. 축사 내부에서 발생하는 가스 즉 암모니아, H₂S, CO₂에 의한 태양광모듈과 구조물의 철재에 대한 부식의 정도입니다.
가) 위의 악취를 탈취할 수가 있고 밖으로 배출을 하여서 2차 환경오염까지 방지를 한다면 상당히 우려하는 가스에 의한 부식을 방지할 수가 있습니다. 비용이 좀 더 들어 가더라도 해 볼 수가 있는 장치라고 봅니다. 축사 내부의 철재와 외부의 지붕에 있는 태양광발전소의 모듈과 구조물 내식성에 도움을 주기 위하여 악취 및 탈취의 장치가 필요합니다.
나) 태양광모듈의 테두리에 사용하는 철재는 알루미늄 합금처리로 산화코팅이 되어서 내부식성에는 양호한 철재입니다.
①악천후[강우, 강풍, 우박(1kg 쇠구슬이 낙하 시에 견디는 시험함, 특히 강화유리의 내강도고려),강설]시에도 견디면서 사용하게 되어 있습니다.
②특히 요즈음 축사의 지붕에 설치를 하기 때문에 암모니아 가스와 H₂S에 견딜 수 있도록 시험을 하여서 제품으로 나오게 됩니다(Ammonia Corrosion Resistance Test).
③해안가(염전 포함)에서 사용을 할 경우에 대기 속에 있는 미립자 형태의 액체(염분)에 견딜 수가 있도록 역시 시험을 하여서 제품 즉 모듈로 나오고 있습니다(Salt Mist Corrosion Test).
④셀을 보호하기 위하여 충진재는 보통 EVA(ethylene - vinyl acetate)를 사용하여서 셀도 보호하고 기타 습기나 가스의 유입도 막아 주게 됩니다.
모듈의 후면에 백시트를 부착을 하는 등 상당한 공정을 통하여 테스트를 하여서 제품화됩니다
다) 모듈을 장착할 수가 있도록 하는 구조물에는 아연용융도금 처리를 하여서 사용을 하기 때문에 태양광모듈의 수명과 같이 가기 때문에 큰 우려하는 문제점은 없습니다.
[결론]축사를 짓는 축산업자와 태양광발전소 전문 시공사에서 이 점 등을 유념하여서 시공을 하여야 할 겁니다.
3.신규축사를 지을 예정이시라면 위의 언급한 1번 사항을 잘 유념을 하시고 지으시길 바랍니다.
그리고 신규축사가 700평이라면 남사면만 사용을 한다면 350평의 규모로서 최대 170KW정도 밖에는 설치를 할 수가 없습니다. 태양광 모듈의 효율(출력)에 대한 영향이 되는 지붕의 복사열에 대한 하절기를 고려하시고 유지보수라는 측면까지 생각하신다면 150KW정도만 설치를 하시는 게 맞습니다.
4. 지붕의 각도(물매)를 조금 완만하게 설치를 하신다면 대략 10도 내외로 하신다면 북사면에도 태양광모듈을 설치를 할 수가 있어서 300KW 이내로 설치가 가능하겠습니다.
환기구(2차 오염방지)를 지붕의 용마루 상단에 설치를 하여야 하니 음영(그림자) 등을 고려하여서 발전소 용량을 조금 줄여야 할 겁니다.
5. 축사는 환기를 시켜야 하는 특성상 지붕을 단면 경사형(지붕전체가 남향으로)으로 하기기 어려울 겁니다.
6. 몇 명이 함께 발전소를 설치를 하신다면 99KW씩 설치를 하여 저압으로 하여서 수배전반으로 들어 가는 비용을 절감하기 위한 방책인 것 같습니다. 나누어서 진행을 하여야 하는 데 난맥은 한 건물에 여러 사람이 들어 올 시에 한 건물주로부터 임차를 하여서 허가를 내야 하는 데 대출을 할 시에 많은 어려움이 발생합니다. 대출이라는 부분 하나만으로 고려하기엔 힘듭니다.
7. 차라리 300KW정도 설치를 한다면 그냥 고압으로 계통연계를 하시고 몇 명이 투자한 것을 지분으로 나누어서 수익금을 분배하면 될 듯 합니다.
8. 건축물을 지어서 지붕위에다 설치를 하였을 경우로 자기 자본으로 100% 설치를 가정한다면 아래와 같이 수익이 발생합니다.
▶아래의 발전시간
- 정남향(발전소 구조물)
- 태양전지 모듈 구조물 설치 각도가 30도 유지
- 동,남,서쪽에 일조권에 방해가 없을 시
예)▶공급인증서 발행 계산식 : ㉠ 100KW×3.7시간/년간평균 일일×30일/월×가중치 1.5 = 16,650KWh REC=16.650 / 1REC=1MW(1,000KW)
☞공급인증서는 정수단위로 발행되고 소수점은 다음 달로 이월이 되어서 합산 처리합니다.
☞ 16,650KW × 160원/KW(2012년 10월 시행한 판매사업자 선정 입찰 의뢰 장기계약 12년이상 시에 낙찰 된 즉 평균 가격임, 6차 전력수급계획에서 신재생에너지의 비중을 현재 2%수준에서 2027년까지 20%이 수준까지 끌어 올린다니 관심이 촉구됨.)=2,664,000원
▶SMP 계산식 : ㉡ 100KW×3.7시간/일×30일 = 11,100KWh × 159원/KW(2012년도 평균가격 158.9원/KW임. 해마다 년간 평균 가격과 매달 화석연료인 석탄, 유가 특히 LPG의 가격 변동 등으로 단가가 등락합니다. 전력거래소에 명시 확인 요함.
SMP 가격이 전력수급에 의한 등락이 심하여 가고 있으나, 6차 전력수급계획에 의하여 화력(석탄)발전소의 증가로 인하여 점차 안정적으로 될 것입니다. 해마다 소비자물가 상승율이상으로 SMP 평균가격이 인상되리라 사료되기 때문에 12년도 SMP 단가 평균가격을 적용해도 그리 큰 무리가 없습니다 만, 가격상승에 대한 부화뇌동은 금물임)=1,764,900원/월
※ SMP계산식에는 공급인증서 가중치 미 적용합니다.
계 : ㉠＋㉡= 4,428,900원/월입니다. ※ 모듈효율저하, 유지보수비용, 보험, 기타 고정지출비용은 미적용 하였습니다.
자기자본을 100%가 아닌 전체 시공비용 중에서 30%정도만 들이고 나머지 대출을 하여서 진행을 하실 계획일 경우에 별도로 문의 바랍니다.
질의에 감사합니다.
더 자세한 다른 내용이나 세부 견적이나 수지분석은 별도로 이메일이나 쪽지로 문의 바랍니다.
꼭 필요하신 분들만 전화하여 주시길 바랍니다. 010-3678-4344
이메일 : sjj9191@hanmail.net
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블로그 : http://blog.daum.net/sjj9191