[글 메타파스 허철균 대표] 태양광발전소에 투자한 투자자들의 입장에서 보면 발전소의 수명(life cycle)을 크게 2개의 구간으로 나누어 볼 수 있다. 첫 번째는 시설 초기 7~8년까지 원금 상환기간이고 두 번째 구간은 이후 약 10년 정도 수익을 발생시키는 구간이다.

만약 초기 투자비용이 더 크거나 발전효율이 상대적으로 낮은 경우에는 수익 발생시점이 더욱 늦어질 것이기 때문에 발전소의 효율적인 유지보수를 통해 최적의 발전효율을 유지하는 것이 태양광발전소의 이해관계자들이 모두 만족할 수 있을 것이다.

PV 모듈의 열화는 일반적으로 1년에 0.84%~1% 이내로 알려지고 있는데 연구 결과들을 보면 미국 국립재생가능에너지연구소(NREL)는 논문을 통해 평균 0.5%/년 열화가 발생한다고 하였고, 유럽 공동연구센터(JRC)에서 20년 이상된 40개의 샘플을 수집해 시험을 해보았을 때 평균 9.7%의 열화가 발생했다. 또 일본 품질보증기구(JQA)는 10년 이상된 발전소의 107개 샘플을 시험해 보았을 때 평균 6.2% 열화가 발생한다고 보고하고 있다.

이러한 연구 결과들을 조합해 보면, PV모듈의 열화는 10년 이후부터는 급격하게 발생하는 추세이며, 10년 이내의 발전소들도 예상보다 높은 열화율을 보이는 경우가 많다.

문제는 발전소 준공 후 초기에는 별 문제가 없어 보이는 모듈들이 야외의 일조, 온도, 습도환경에서 시간이 지나면 더욱 급속하게 열화되며, 주변 모듈에도 영향을 미치고 결과적으로는 발전소 전체에 영향을 미칠 수 있다는 것이다.

세계적으로 태양광 O&M 산업에서 발전시설의 성능과 상태 모니터링에 대한 기술발전은 전통적인 검사방법에서 ICT기술이 융합된 기술로 발전하고 있다. 대표적인 태양광 발전시설 검사의 데이터 수집과 분석의 효율성에 의해 드론과 같은 SUAV(Small Unmanned Air Vehicle)와 열화상카메라를 이용해 항공 열화상 검사(Aerial Thermography) 방법이 일반화되고 있는 추세이다.

글로벌 태양광 O&M 산업에서 PV(Photo Voltaic)모듈을 검사하기 위해 많이 사용하는 I-V 커브 추적(I-V Curve Tracing) 검사는 PV모듈의 성능을 측정하는 주요 수단이었지만, 최근 몇 년 동안 항공 열화상 검사(Aerial Thermography)는 PV시스템의 상태를 신속하게 조사하고 모니터링하는 효과적인 방법으로 주목받고 있다.

항공 열화상 검사는 드론의 열화상 카메라로 촬영된 데이터를 시각적으로 확인하고 결함을 식별, 관리하는 애플리케이션으로 발전하고 있으며, 서비스를 효과적으로 제공하기 위해 플랫폼형태인 클라우드 기반의 애플리케이션 서비스인(Software as a Service, SaaS) 형태로 공급이 되고 있다.

현재 북미의 RaptorMaps를 비롯해 DroneDeploy, Scopito 등 수 많은 드론서비스가 경쟁하며, 클라우드 환경에서 전문가가 시각적으로 결함을 확인하거나 고성능 서버 환경에서 AI가 자동으로 분석해 결과를 공유하고 있다.

특히 RaptorMaps는 연간 약22GW 규모의 발전소 항공 열화상 검사 데이터를 클라우드 환경에서 관리하고 있으며, 약 2백만개 이상의 PV모듈 결함(결함으로 인한 손실 발전량 약 400MW 추정)을 검출, 관리하고 있다.

국내에서는 유일하게 메타파스에서 드론을 이용한 항공 열화상 검사서비스를 플랫폼을 이용해 제공하고 있다. 메타파스의 항공 열화상 검사 플랫폼은 드론을 이용해 결함을 효과적으로 가시화 시켜주며, 촬영된 열화상 이미지를 인공지능을 이용해 분석 후 결함과 위치를 찾아서 운영자에게 자동으로 알려준다. 또한 GEO localization 알고리즘을 사용해 발견된 결함의 위치를 실제 위치로 맵핑시켜 줌으로써 오류를 정확하고 효율적으로 관리할 수 있도록 해준다. 

권선형 기자 다른기사 보기