한국건설기술연구원(KICT)이 기존 파력(波力)발전 대비 발전효율을 2배 이상 향상하고 24시간 안정된 전력을 생산할 수 있는 신개념 파력발전시스템을 개발했다고 7일 밝혔다.
파력발전은 파도의 운동에너지에서 동력을 얻어 발전하는 방식이다. 기존 파력발전 방식에는 실시간 변화하는 파도의 방향 때문에 안정적으로 발전할 수 없었고, 조수간만의 차가 크면 설치가 어려운 제한이 있었다. 실제 우리나라도 삼면이 바다임에도 불구하고 파력시스템이 설치된 곳은 제주도 테스트베드 단 1곳뿐이었다. 전 세계적으로도 영국 등 5곳만이 파력발전을 원활하게 운영되고 있다.
건설연의 박민수 박사 연구팀은 ‘2중 변환장치’와 ‘자동 위치조절장치’를 고안해 기존의 한계점을 극복했다.
2중 변환장치는 파력의 손실을 최소화한다. 파랑의 원운동을 이용하는 ‘원통형 실린더’와 직선운동을 이용하는 ‘스윙판’ 중에 발전율이 높은 것을 매 순간 선별하여 발전기를 작동시킨다. 하이브리드 자동차가 전기와 가솔린 중 선택적으로 동력원을 사용해 효율성을 높이는 것과 비슷한 원리다. 수위의 높이와 조수간만의 차 등 해양환경에 구애받지 않고도 발전할 수 있도록 설계된 것은 물론이다.
부력 원리를 이용한 자동 위치조절장치는 수심변화에 즉각 대응하고 파랑의 방향 변화에 따른 좌우회전도 자유롭게 설계됐다. 이를 통해 실시간 변화하는 파도에도 24시간 연속 발전할 수 있게 됐다.
새로운 시스템을 통해 기준 부유식 진자형 파력발전보다 2배 이상 발전 효율이 높아져 시간 평균 24.1%의 효율을 나타냈다. 1기당 생산전력은 시간 평균 3㎾로 소형 풍력발전과 소요 비용은 비슷하지만 필요면적은 더 적고 소음발생 걱정도 없다.
박민수 박사는 “삼면이 바다인 한국이 향후 청정에너지 분야의 강국으로 도약할 수 있을 것이라 기대한다”면서 “향후 국내 연근해역 적용 확대는 물론 해외시장 진출을 기대할 수 있을 것”말했다.
/이재명기자 nowlight@sedaily.com
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