한국남동발전(주)의 태양광 발전설비검사 효율을 극대화 하는 FLIR Duo™ Pro  R

태양광발전은 발전 효율을 극대화하기 위해 광전지 패널 등 태양광
발전 시설의 상태를 최적으로 유지 관리하는 것이 핵심이다. 광전지 패널의
경우, 전력을 생산할 수 있는 시간이 제한되어 있기 때문에 해가 지기
전에 생산한 전력을 송전하거나 에너지저장장치(ESS)에 저장해야 한다.
광전지 패널이나 모듈에 발생한 결함은 태양광 발전 설비를 대상으로
정기적인 시설 점검과 모니터링, 유지보수 작업을 수행함으로써 최대한
빠르게 찾아내고 복구하는 것이 바람직하다. 대한민국의 전력 발전을 책임지는 공기업 5개사 중에서 신재생에너지 발전 분야에 가장 적극적인 행보를 보이고 있는 한국남동발전㈜은 최근 FLIR Duo™ Pro 모듈을 장착한 드론 검사 장비를 도입하여 자사 태양광 발전 시설 관리의 효율성과 정확성을 강화했다.

작업자가 FLIR Duo™ Pro R 모듈을 장착한 드론으로 한국남동발전 태양광 발전소 시설물을 검사 중이다.

한국남동발전의 친환경 비전을 실현하는 ‘삼천포발전본부’
한 때, 국내에서 가장 많은 유연탄 발전 시설을 보유하고 있던 한국남동발전㈜은 친환경 신재생발전 전문기업으로 체질을 개선하고 있다.한국남동발전㈜은 2025년까지 신재생 설비비중을 전체의 35%까지 늘리고, 장기적으로는 신재생에너지 발전이 주력 사업으로 거듭날 수
있도록 적극 노력할 계획이다. 이 같은 친환경 전략 추진의 선두에 서 있는 삼천포발전본부에서는 설비의 절반을 신재생에너지로 대체하기 위한 작업이 한창이다. 지난 2005년, 한국남동발전㈜ 삼천포발전본부는 국내 발전회사 중에서는 최초로 태양광 발전시스템 상업운전을 개시한 데 이어, 최근에는 삼천포발전본부 제1회처리장에 10MWp급 태양광 발전소를 준공했다. 2017년 4월에 준공된 이 발전소의 경우, 최초로 국내 석탄재 매립장의 유휴부지를 활용한 대용량 태양광 발전소로서, 축구장 약 23개를 합친 넓이인 165,000m2 규모의 부지에 구축됐다.

한국남동발전은 FLIR Duo™ Pro R 모듈을 장착한 드론을 이용함으로써
대규모 태양광 발전소 시설물에 대한 검사 효율을 향상시켰다.

도입 배경
한국남동발전㈜은 태양광 발전시설의 항공 모니터링 작업을 위해 FLIR Duo™ Pro R 열화상 카메라를 탑재한 엑스드론(XDRONE) XD-i4 모델 드론 장비를 도입했다. Duo™ Pro R과 XD-i4가 낙점을 받는 데에는 대규모 태양광 발전설비 모니터링에는 드론과 열화상 카메라의
조합이 효과적인 솔루션이 될 것이라는 판단이 결정적인 역할을 하였다.한국남동발전㈜은 이미 수년 전부터 전력 및 전기 시설물 점검에FLIR K-시리즈와 E-시리즈 휴대용 열화상 카메라 제품을 사용해 오고 있다. FLIR 열화상 카메라의 성능은 이미 남동발전 각 부서 현장 실무진들도검증을 마쳤을 뿐만 아니라, 전력 발전 업계 전반적으로도 FLIR 제품은 매우 좋은 평판을 유지한 덕분에 이번 드론형 열화상 카메라로 FLIR의 장비를 선정하는 데에는 별다른 어려움이 없었다.한국남동발전㈜ 마상희 대리는 “공기업 특성상, 드론 자체는 국내 중소기업제품을 우선 구매 대상으로 정했지만 모니터링 검사의 핵심 장비인 열화상카메라는 기능과 성능, 브랜드 신뢰성 등을 종합적으로 고려하여 FLIR 제품을 선택했다”며, “FLIR Duo™ Pro R은 콤팩트한 크기에 열화상과 실화상 센서를 일체형으로 통합하고 있을 뿐 아니라 드론에서 쉽게 운영할 수 있는 표준 프로토콜은 물론, 저장장치와 분석 프로그램 등도 지원하기 때문에 드론에서 운영할 수 있는 최적의 솔루션이라고 평가했다”고 밝혔다.

FLIR Duo™ Pro R 열화상 카메라를 활용하면 태양광 패널 표면의 오염이나 특정 부위의 과열, 그 밖의 다양한 결함 내용과 결함의 위치를 신속히 파악할 수 있다. 사진은 FLIR Duo™ Pro R로 촬영한 삼천포 태양광발전 시설의 실화상(왼쪽)과 열화상.

FLIR Duo™ Pro R640
FLIR Duo™ Pro R은 640 x 512 분해능의 열화상 센서와 4K 컬러 동영상 카메라를 85 x 81.3 x68.5mm의 크기와 325g의 무게로콤팩트하게 통합한 제품으로 상업용, 산업용 및 공공안전용 드론에 설치하기에 매우 이상적이다. 특히, 한 번의 드론 비행으로 열화상 및 실화상 데이터를 동시에 포착할 수 있는 것이 특징이다. 아울러, 내장형 센서 장비도 탑재하고 있어 독립된 항공 매핑 패키지 생성이 가능하다. PWM 입력을 통해 이미지 컬러 팔레트, 녹화 시작 및 정지, 정지 화면 캡처, 동영상 스트리밍 스위치 등의 카메라 기능을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, FLIR UAS 모바일 앱을 사용하면 블루투스 연결을 통해 카메라의 녹화 및 제어 설정을 조정할 수도 있다. FLIR 홈페이지에서 무료로 제공되는 FLIR ToolsⓇ 등 소프트웨어 툴을 사용하면 기기를 PC에 연결하여 보다 강력한 분석 기능들과 보고서 기능도 활용할 수 있다.

FLIR Duo™ Pro R 열화상 카메라

운용 현황
현재 삼천포발전본부는 과거 태양광 발전설비 모니터링에 활용하던 기법 (태양광 발전설비 접속반의 전압과 전류 신호를 모니터링하는 방식)과 드론형 열화상 카메라 촬영 방식을 병용하여 시설물 상태를 점검하고 있다. 기존 방식은 접속반의 전기 신호 이상 유무를 관제 모니터링을 통해 상시
확인할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 결함 부위를 정확히 포착하고 이를 시각적으로 확인하는 데에는 열화상 카메라가 효과적이기 때문이기 때문에 두 방식을 병용하고 있다. 신재생사업부의 배영민 대리는 “드론형 열화상 카메라를 활용하면 태양광 발전 사이트 전체의 온도 분포를 한눈에 확인할 수 있다. 특히, 태양광 패널 표면의 오염이나 특정 부위의 과열, 그 밖에 지반의 꺼짐이나 프레임 파손 같은 시설 공사 문제 같은 결함 내용 및 결함 발생의 정확한 위치를 신속히 파악하여 조치를 취할 수 있어 점검 방법의 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 궁극적으로 발전 수익을 향상하는 데에도 도움이 된다”고 말했다. 165,290m2 규모의 제1회처리장 태양광 발전소 전체를 드론형 열화상 카메라로 촬영하는 데에는 약 30분 ~ 1시간 정도가 걸린다. 배영민 대리는 그 후 2 ~ 4시간 이내에 추가적인 현장 점검 및 필요한 조치와 보고서 작성까지 마칠 수 있다고 전했다. 그는 아울러, 한국남동발전㈜이 최근 FLIR Duo™ Pro R을 통해 수집한 열화상 정보를 기반으로 하는 태양광 발전 사이트 항공 매핑 기능과 FLIR TOOLS+ 소프트웨어의 열화상 분석 기능을 활용해 발전설비의 온도 경향성 관리 등에 적용하는 방안도 구상하고 있다고 밝혔다.

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