2026년 8월 12일 저녁, 스페인 전역의 수백만 명이 하늘을 올려다보며 자연이 선사하는 가장 희귀한 장관 중 하나를 보게 될 것입니다. 몇 분간 달이 태양 바로 앞을 지나가면서 낮이 황혼으로 바뀌고 태양 코로나의 모습을 엿볼 수 있게 됩니다. 이는 100년이 넘는 세월 만에 스페인 본토에서 볼 수 있는 첫 번째 개기일식이 될 것입니다.
하지만 천문학자들이 망원경을 준비하고 관광객들이 개기일식 경로로 몰려드는 동안, 또 엔지니어는 전혀 다른 방식으로 일식을 지켜보고 있었습니다.
태양이 잠시라도 사라지면 다른 일이 벌어지기 때문입니다. 유럽에서 가장 큰 재생에너지 발전소 중 하나가 연료 공급원을 잃게 됩니다.
그 단순한 질문이 흥미로운 프로젝트를 촉발시켰습니다. 달의 그림자가 점점 더 많은 전력을 태양광 발전으로 생산하는 국가를 가로지를 때, 태양광 에너지 생산에는 어떤 일이 벌어질까요? 그리고 공학 시뮬레이션이 일식이 시작되기 전에 그 영향을 예측할 수 있을까요?
이를 알아내기 위해 Maya HTT의 엔지니어들은 태양 복사, 궤도 가열, 그림자 현상, 복사 열 전달을 모델링하도록 설계된 Simcenter 3D Space Systems의 Thermal 기능을 활용했습니다. 이 기술은 태양에 대한 노출 변화 이해가 중요한 우주선과 위성에 널리 사용됩니다.
인공 일몰 시뮬레이션하기
8월 12일 스페인에서 일식이 지나가는 것은 태양이 이미 지평선 가까이에 낮게 떠 있는 저녁 시간에 일어나기 때문에 이례적입니다. 개기일식 경로는 스페인 북서부로 들어와 발레아레스 제도 상공에서 끝나며, 위치에 따라 개기 시간은 약 1~2분 정도 지속됩니다.
시뮬레이션을 위해 엔지니어들은 달이 점차 태양을 가리면서 들어오는 태양 복사, 즉 열 플럭스가 어떻게 변하는지 추적할 수 있는 단순화된 열 모델을 만들었습니다.
결과는 시각적으로 매우 인상적입니다.
첫 번째 애니메이션에서는 평범한 8월의 하루를 나타내며, 태양 복사량이 아침에 증가하고 해질 무렵으로 갈수록 점차 감소하는 익숙한 패턴을 따릅니다. 일식 때문에 일시적인 블립이 있지만 너무 빨라서 플롯을 보지 않으면 알아보기 어렵습니다.
두 번째 애니메이션에서는 일식이 일어나는 시간에 초점을 맞춥니다. 원래는 부드럽게 내려가야 할 하강이 빛이 돌아오기 전까지 극적인 어둠의 시간으로 바뀌는데, 마치 누군가가 잠시 태양을 어둡게 한 듯합니다.
이 시뮬레이션은 스페인의 태양광 발전 설비 전체의 정확한 국가별 전력 생산량을 예측하지 않습니다. 이를 위해서는 수천 건의 설치 사례와 기상 조건, 지역 전력망의 특성을 모델링해야 합니다. Simcenter Amesim에서 시뮬레이션하기에 더 적합한 무언가, 이 블로그에서 다루는 연구와 비슷한 것. 대신, 이는 달의 그림자로 인해 들어오는 태양 복사가 급격히 줄어드는 근본적인 물리 현상을 보여줍니다.
예측이 어려운 구름과 달리, 일식은 엔지니어들이 수십 년 전부터 놀라울 정도로 정확하게 예측할 수 있는 몇 안 되는 에너지 현상 중 하나입니다.
유럽 에너지 시스템을 위한 시험
이번 일식 시기가 특히 흥미로운 이유는, 유럽의 전력망에 이전 일식 때보다 훨씬 더 많은 태양광 발전이 이미 포함되어 있기 때문입니다.
유럽 전역의 전력망 운영자들은 수개월 동안 준비 작업을 해왔습니다.
유럽 전력 송전망 운영자 네트워크(ENTSO-E)에 따르면, 일식 기간 동안 대륙 유럽 전역의 태양광 발전량이 맑은 하늘 조건에서 최대 9.7GW까지 일시적으로 감소할 수 있다고 합니다.
스페인은 가장 큰 영향 중 하나를 겪을 것으로 예상됩니다.
스페인 전력망 운영사 레드 엘렉트리카는 일식이 태양광 발전의 일반적인 저녁 시간대 감소를 가속화함에 따라 이베리아 반도 전역의 태양광 발전량이 일시적으로 약 5GW 감소할 수 있다고 추정합니다. 하지만 운영자는 이번 영향이 제한적이고 일시적이며, 전력 공급에 대한 예상되는 위협은 없다고도 밝혔습니다.
그 예측은 오늘날 에너지 인프라에 관한 놀라운 점을 부각시킵니다.
일식은 원래 주로 천문학적인 현상이었습니다.
이제 그것은 에너지 행사이기도 합니다.
우주 기술이 지구의 문제와 만나는 곳
원래 햇빛과 그림자의 주기를 따라 움직이는 우주선을 모델링하기 위해 개발된 도구들은 지구의 전력 인프라가 잠시 같은 현상을 겪을 때 어떤 일이 일어나는지 이해하는 데에도 도움을 줄 수 있습니다.
위성이 궤도에서 어떻게 데워지고 식는지를 결정하는 동일한 물리학이, 달이 태양을 가릴 때 지상에 설치된 태양광 패널이 어떻게 반응하는지를 탐구하는 데 활용될 수 있습니다.
그리고 8월 12일, 스페인 전역의 관측자들이 하늘을 올려다볼 때, 그 시뮬레이션들이 그들 위에서 실시간으로 펼쳐질 것입니다.
천문학자들은 그 장관을 축하할 것입니다.
엔지니어들은 데이터를 볼 것입니다.
그리고 두 사람 모두 현대 기술 사회를 가로지르는 천상의 그림자가 지닌 특별한 영향력을 똑같이 목격하게 될 것입니다.
[출처] https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/moon-switches-off-spains-solar-farms/
