'무한한' 에너지: 적도 근처에 떠 있는 태양광 패널이 미래 인구 핫스팟에 전력을 공급할 수 있는 방법

2023년 8월 6일

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Andrew Blakers(호주 국립대학교) 및 David Firnando Silalahi(호주 국립대학교)

적도 근처의 잔잔한 바다에 떠 있는 광대한 태양 전지판 배열은 동남아시아와 서아프리카의 인구 밀도가 높은 국가에 효과적으로 무제한의 태양 에너지를 제공할 수 있습니다.

우리의 새로운 연구에 따르면 인도네시아의 해상 태양광 발전만으로도 연간 약 35,000테라와트시(TWh)의 태양 에너지를 생산할 수 있으며 이는 현재 전 세계 전력 생산량(연간 30,000TWh)과 유사합니다.

그리고 세계 대부분의 해양에서는 폭풍이 발생하지만 적도의 일부 지역은 상대적으로 고요하고 평화롭습니다. 따라서 상대적으로 저렴한 엔지니어링 구조는 해상 부유형 태양광 패널을 보호하는 데 충분할 수 있습니다.

우리의 고해상도 글로벌 열지도는 인도네시아 군도와 나이지리아 근처의 적도 서아프리카가 해상 부유형 태양전지 어레이에 대한 가장 큰 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다.

현재 추세에 따르면, 세계 경제는 막대한 양의 태양광 및 풍력 에너지의 지원을 받아 2050년까지 대부분 탈탄소화 및 전기화될 것입니다.

약 70평방킬로미터의 태양광 패널은 탄소 제로 경제에서 백만 명의 부유한 사람들의 모든 에너지 요구 사항을 제공할 수 있습니다. 패널은 옥상, 건조한 지역, 농업 시설과 함께 배치되거나 수역에 떠 있을 수 있습니다.

그러나 나이지리아, 인도네시아 등 인구 밀도가 높은 국가에서는 태양 에너지 수확을 위한 공간이 제한적입니다.

소위 “부진” 위도에 위치한 열대 지역에 위치하여 풍력 자원이 부족하다는 의미이기도 합니다. 다행스럽게도 이들 국가와 이웃 국가는 잔잔한 적도 바다에 떠 있는 태양광 패널에서 효과적으로 무제한 에너지를 수확할 수 있습니다.

부유식 태양광 패널은 내륙 호수와 저수지에도 설치할 수 있습니다. 내륙 부유형 태양광은 잠재력이 크며 이미 빠르게 성장하고 있습니다.

우리가 최근 발표한 논문은 지난 40년 동안 큰 파도나 강풍을 경험하지 않은 지역을 찾기 위해 전 세계 해양을 조사했습니다. 이러한 지역의 부유형 태양광 패널에는 강력하고 값비싼 엔지니어링 방어 장치가 필요하지 않습니다.

6m보다 큰 파도가 발생하지 않거나 초당 15m보다 강한 바람이 발생하지 않는 지역에서는 연간 최대 100만TWh를 생성할 수 있습니다. 이는 100억 명의 부유한 사람들을 지원하는 완전히 탈탄소화된 세계 경제에 필요한 연간 에너지보다 약 5배 더 많은 양입니다.

좋은 장소의 대부분은 적도, 인도네시아 및 적도 서아프리카 근처에 있습니다. 이들은 인구 증가율이 높고 환경 가치가 높은 지역입니다. 해양 부유형 태양광 패널은 토지 이용 갈등을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

인도네시아는 특히 자바, 발리, 수마트라 섬에 인구 밀도가 높은 국가입니다. 21세기 중반까지 인도네시아 인구는 3억 1500만 명을 넘어설 것입니다.

다행스럽게도 인도네시아는 막대한 태양 에너지 잠재력과 밤새 태양 에너지를 저장할 수 있는 막대한 양수 에너지 저장 잠재력을 보유하고 있습니다.

태양 에너지를 사용하여 경제를 완전히 탈탄소화한 후 부유한 인도네시아를 지원하려면 약 25,000 평방 킬로미터의 태양 전지 패널이 필요합니다.

인도네시아는 잔잔한 내해에 막대한 수의 태양광 패널을 띄울 수 있는 옵션을 가지고 있습니다. 이 지역은 약 140,000 평방 킬로미터의 바다 경관을 갖고 있으며 지난 40년 동안 4m 이상의 파도와 초당 10m 이상의 강한 바람을 경험한 적이 없습니다.

인도네시아의 해양 면적은 640만 평방킬로미터에 달하며, 이는 인도네시아의 전체 미래 에너지 수요가 해상 부유식 태양광 패널에서 충족될 경우 필요한 것보다 200배 더 큽니다.

전 세계 해상풍경의 대부분은 초당 10m 이상의 파도와 초속 20m 이상의 강한 바람을 경험하고 있습니다. 몇몇 회사는 해상 부유식 패널이 폭풍을 견딜 수 있도록 엔지니어링 방어 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 대조적으로, 적도를 따라 있는 온화한 해양 환경에서는 훨씬 덜 강력하고 값비싼 방어가 필요합니다.