저희는 1.85㎡ 면적의 낙하산 모양의 연으로 실험용 시스템을 만들었습니다. 이 연을 90m 높이까지 날리면 강한 바람을 타고 더 높이 날아가면서 줄이 풀어지고, 이것이 모터를 회전시켜 발전이 이뤄지는 겁니다.
특히 모터에는 하이브리드카의 그것과 동일한 회생제동시스템을 채용, 연줄의 길이를 조절하는 동시에 연이 완벽한 8자 비행을 하도록 제어해요. 8자 비행을 하면 연이 항상 바람과 수직방향에 놓이기 때문에 줄을 당기는 힘도 극대화되거든요.
이렇게 줄이 모두 풀릴 때까지 연은 수분동안 수십 차례 8자 비행을 하게 됩니다. 이후에는 모터가 재빨리 줄을 되감아서 앞의 절차를 다시 반복하게 되죠. 실험용 시스템의 연은 최대 600m 상공에서 시속 160㎞의 속도로 비행할 수 있도록 설계됐어요. 연을 쉬지 않고 날릴 수 있다면 한 가정이 충분이 쓸 수 있는 2㎾의 전력 생산이 가능합니다. 몇몇 기업과 대학 연구팀은 30~50㎾급 대형 연 발전기를 개발 중이기도 하죠.
다만 사람의 개입 없이 수개월 이상 연을 날리려면 변화무쌍한 바람에 즉각 대응할 수 있는 제어시스템 개발이 필수적이에요. 저희팀도 소프트웨어의 개선에 돌입했는데 지상의 디지털카메라가 연의 위치와 방향, 속도를 실시간 파악하면 제어 알고리즘이 각종 센서와 풍속계, 풍향계의 데이터를 통합적으로 분석해 발전량이 극대화되도록 연을 제어하는 방식입니다. 우리의 머리 위에는 막대한 에너지가 존재해요. 저희의 연은 그 에너지를 지상으로 가져올 수 있습니다.”
- 데이비드 노스 박사 NASA 랭글리연구센터
회생제동(regeneration braking) 브레이크 페달을 밟았을 때 브레이크 디스크와 패드가 접촉하며 발생하는 열에너지, 가속페달에서 발을 떼었을 때 관성에 의해 나아가는 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환해주는 시스템.
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