국내 연구진, 파력발전 효율 늘렸다
국내 연구진, 파력발전 효율 늘렸다
  • 문현식
  • 승인 2019.01.08 06:05
  • 조회수 1755
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발전소의 종류는 참 다양하죠. 수력발전, 화력발전, 지열발전, 열병합발전, 원자력발전 등 여러가지입니다. 

 

이렇게 전기를 만드는 방식 중에서 다소 생소하게 느껴질 수 있는 발전이 파력(波力)발전입니다. 파력발전이란 파도의 운동에너지에서 동력을 얻어 발전하는 방식이죠. 전 세계 바다에서 얻을수 있는 총 파력은 40PW(페타와트) 정도로 알려져 있습니다.

 

파력 발전 이미지. 출처: pixabay
파력 발전 이미지. 출처: pixabay

파력발전은 자연적으로 생기는 에너지로 전기를 만든다는 점에서 친환경발전으로 분류되는데요, 널리 알려지지 못한 건 효율이 다소 낮아서입니다. 

 

그런데 한국건설기술연구원이 기존 파력발전 대비 발전 효율을 2배 이상 향상하고 24시간 안정된 전력을 생산할 수 있는 신개념 파력발전시스템을 개발했다고 합니다.

 

현재의 파력발전 방식은 여러 제약이 있습니다. 실시간 변화하는 파도의 방향 때문에 안정적으로 발전할 수 없고, 조수간만의 차가 클 경우 설치가 불가능합니다. 그래서 파력발전소가 많지 않습니다. 3면이 바다인 한국에서도 파력시스템이 설치된 곳은 제주도 테스트베드 단 1곳에 불과합니다. 전 세계적으로 파력발전을 원활하게 운영하고 있는 곳은 영국 등 5개국에 불과합니다.

 

파도 이미지. 출처: pixabay
파력 발전. 출처: pixabay

박민수 한국건설기술연구원 박사팀은 이런 문제를 해결하기 위해서 2가지를 고안해 내었습니다.

 

첫째는 2중 변환장치입니다. 이는 파력의 손실을 최소화하기 위한 장치입니다. 파도의 너울은 원운동하면서도 에너지를 발산하고, 파도가 직선운동을 하면서도 전기를 만들 수 있습니다. 연구진은 파랑의 원운동을 이용하는 '원통형 실린더'와 직선운동을 이용하는 '스윙판' 중에서 발전율이 높은 것을 매 순간 선별해 발전기를 작동시키는 장치를 만들었습니다. 하이브리드 자동차가 전기와 가솔린 중 선택적으로 동력원을 사용해 효율성을 높이는 것과 비슷한 원리죠. 바다의 수위나 조수간만의 차이가 달라지더라도 항상 사용할 수 있는 변환 장치라고 합니다.

 

두 번째는 자동 위치 조절 장치입니다. 연구진은 수심 변화에 즉각 대응하고 파도의 너울의 방향이 달라져도 자동으로 좌우로 회전해 위치를 조절할 수 있도록 파력발전 기기를 만들었습니다. 

 

이렇게 했더니 해양 환경에 무관하게 24시간 효율적이고 안정적으로 파도의 에너지를 활용한 발전이 가능해졌습니다. 또 발전 성능도 높아졌습니다. 연구진에 따르면 이 장치의 시간당 평균 발전 효율 증가율은 24.1%에 달합니다. 기존 파력발전 대비 발전효율이 2배 이상 향상된 수치입니다. 파력발전 1기당 생산전력은 시간평균 3㎾ 수준입니다. 

 

비용의 경우 소형 풍력발전기를 설치하는 비용과 큰 차이가 없다고 합니다. 다만 풍력발전에 비해 필요 면적은 적고 소음 걱정도 없어 장점이 많습니다.

 

박민수 한국건설기술연구원 수석연구원은 "순수 국내 기술로 효율성이 높은 파력시스템을 개발하면 3면이 바다인 한국이 향후 청정에너지 분야의 강국으로 도약할 수 있을 것"이라며 "향후 해외시장 진출도 기대된다"고 말했습니다.

 

신재생에너지는 비용과 효율도 중요하다. 출처: pixabay
신재생에너지는 비용과 효율도 중요하다. 출처: pixabay

 


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