태양광 발전소 구조물에 발생한 염해 피해의 실제 사례

 태양광 발전소 구조물에 발생한 염해 피해의 실제 사례

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것 입니다.]

출처 - https://project.nikkeibp.co.jp/ms/atcl/feature/15/302961/060600052/?ST=msb&P=1

일본에서는 해안에 수많은 태양광 발전소가 건설되고 있다. 

이 이유는 토지의 조성 및 토목 공사 비용이 비교적 저렴하고 

일사를 막는 장애물이 적고 발전량의 손실이 거의 없을 것으로 사료 되기 때문이다.

그러나 이러한 장점이 있는 반면에, 염해에 의한 손상의 우려가 있는 장소이기도 하다. 

따라서 이러한 위험을 상정한 설계 · 시공이 중요해지고있다.

덧붙여서, '염해'는 해안 지역에서만 발생하는 것은 아니다. 

염분으로 인한 피해의 총칭이며, 해수에 포함 염분뿐만 아니라 염화칼슘이 야기하기도한다.

해안 지역에 위치한 태양광 발전소는 태양광 패널은 물론, 

기초, 구조물 및 고정구 (클램프 볼트) 연결 상자, 

파워 컨디셔너 (PCS) 등 각각을 구성하는 자재 및 장비에 대해, 

충분한 염해 대책을 실시한 제품이나 시공법을 채용할 필요가있다.

예를 들어, 태양광 패널의 경우 일반 제품과 염해의 우려되는 환경에 장기간 설치해두면 

금속이 부식하거나 부재가 삭아서 떨어질 우려가 있다.

그래서 현재 많은 태양광 패널 제조 업체는 염해 대책을 실시한 사양의 제품을 판매하고있다. 

염해 사양의 제품, 제조 업체 및 제품에 따라 

염해 지역에 설치 한 경우는 보증하지 않는 등 여러가지 상황으로 나뉘어진다.

그 중에서도 물보라가 직접 튀는 장소에 설치 한 경우는 

보증하지 않는 제조업체가 대부분이다.

그렇다면,  해안에 설치된 태양광 패널은 어떤 염해가 발생할 우려가 있는 것 일까.

예를 들어, 태양광 패널의 테두리 프레임의 연결부에는 

소금이 축적되기 쉽다. 빗물 등으로 잘 씻어내려간다면 좋겠지만, 

그렇지 않은 경우 프레임의 연결부에 소금의 축적이 점점 심각해질 것이다.

나사를 고정하여 연결되는 프레임의 경우에는, 알루미늄 재 끼리의 접점에 소금이 침투하는 사례가 있다. 

그 결과, 알루미늄 재 끼리의 전기적 연결에 장애를 초래 할 수 있다.

또한 품질이 불충분한 태양광 패널은 라미네이트에 있는 

배선용 버스바 및 뒷면의 정션 박스 내부의 바이패스 다이오드가 부식 될 수 있다.

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태양광 패널을 기울여서 설치하기 위한 지지대와 

지지대 및 패널 고정 장치 (클램프 볼트)에 대해서도 충분한 배려가 필요하다.

대부분의 구조물의 부재와 고정 장치는 금속으로 만들어져 

도금이나 도장 내식성이 높은 재료를 사용하는 등으로 염해 대책이 되어있다.

하지만 실제로 사용해보면 부식이 발생하는 경우가 있다. 

부재 자체는 대책이 되어있는지 몰라도 발전소의 설계에 따라서는 

그 대책보다 전기적인 안전을 부분적으로 우선시하는 시공을 강요당하는 경우가 있기 때문이다.

예를 들어, 태양광 패널의 접지선이 받침대에 고정되고, 

그 구조물의 금속 부재를 통해 지면과의 접지를 확보하고 있는 경우 

접지선과 지지대의 금속 부재 사이를 전기적으로 연결하기 위해 

가대 금속 부재의 도금이나 도장을 부분적으로 벗겨지는 경우가 있다.

도금이나 도장은 염해 대책으로 되어 있는 것으로, 

그 도금이 벗겨져있다면, 당연히 부식하기 쉬워진다. 

이러한 부분을 기점으로 부식이 진행되어 결국 구조물 강도의 장기 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다.

금속의 '전해 부식'

태양광 구조물과 고정구의 염해 대책으로는 금속 재료의 조합도 고려하여야한다. 

다른 금속 재료의 조합에 따라서는 평소보다 부식이 진행 쉽게되기 때문이다. 

이것은 '이종 금속 접촉 부식' 또는 '전해 부식'으로 불린다.

구체적으로는 이온화 경향이 다른 금속 재료들이 전해질에 접촉하면 

이온화 경향이 더 높은 금속 재료는 또한 이온화가 가속 부식이 진행된다.

이온화 경향이 더 높은 금속 재료가 낮은 전위 (양극)이 이온화가 가속하고,

반대로 이온화 경향이 낮은 금속 재료가 높은 전위 (음극)이 이온화가 억제되어 발생하는 현상이다.

이 결과 이온화 경향이 더 높은 금속 재료는 그 재료가 단독으로 존재하는 경우보다 부식이 진행 쉬워진다.

이 현상의 발생에는 다른 금속 재료 사이에 전해질이 존재하여야 한다. 

태양광 발전소에서는 빗물이나 날아온 바닷물이 이 역할을 한다. 

염해 지역에서는 더 발생하기 쉬운 부식이며, 충분한 주의를 요한다.

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