앤시스 워크벤치를 활용한 해석 성공사례
 

이번 호에서는 앤시스 아쿠아(Ansys Aqwa)와 앤시스 메커니컬(Ansys Mechanical)을 이용하여 수력학적 환경조건을 고려한 부유식 태양광 구조물의 동적 특성 해석과 시간에 따른 응답 특성(모션 특성)을 고려한 태양광 구조물의 구조해석을 진행하는 방법에 대해 소개한다.

■ 황정필 | 태성에스엔이 기술 구조4팀의 수석매니저로, Ansys 구조 해석 및 Aqwa Hydrodynamic 해석에 대한 기술지원 및 교육, 프로젝트 업무를 담당하고 있다.
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신재생 에너지 분야에서 태양광 발전은 차세대 에너지원으로 전세계적으로 각광받고 있으며, 꾸준히 발전하고 있다. 특히, 화석연료의 의존성이 큰 우리나라에서는 대규모·대용량의 태양광 발전 설비가 필연적이라고 할 수 있겠다. 하지만, 대규모 용량의 에너지를 확보하기 위해서는 넓은 영역의 토지가 필요하며, 그에 따른 토지 비용과 환경 문제, 태양광 패널 주변의 고온에 따른 에너지 효율 저하 문제 등으로 육상에서의 설비 구축에 한계가 있다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여 도출된 기술이 바로 수상 태양광 발전이다. 현재 국내에서는 지평저수지, 오태저수지 등에 각각 3MW급 태양광 수상형 발전설비가 구축되어 있으며, 세계 최대 규모의 ‘새만금 수상태양광’ 국책사업도 준비 중에 있다.
이렇게 태양광 설비가 호수, 저수지, 또는 해양에 설치될 경우 지상에 놓여 있는 환경보다  파도, 바람, 조류 등과 같이 더욱 가혹한 환경조건에 처해지게 되는데, 이 때 태양광 부유체 구조물의 구조적 안정성에 대한 검토가 필연적이다.
이번 호에서는 환경 하중에 따른 부유체의 동적 거동해석을 위해 특화된 해석툴인 Ansys Mechanical/Aqwa를 이용하여 해석을 진행하는 방법과 부유식 태양광 구조물의 운동 특성과 구조적 거동 특성을 파악하는 방법에 대해 소개하고자 한다. 이러한 시뮬레이션을 통해 실험 및 실제 태양광 설비를 설치하기 전에 미리 운동 특성 및 구조적 안정성 등을 파악할 수 있으며, 제품 설계 및 제작의 비용을 절감할 수 있다.

그림 1. 수상식 태양광 설비(3MW급)