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파도의 ‘힘’ 유력한 대체에너지로 급부상 

 

파력발전은 파도로 인해 상하로 움직이는 바닷물의 운동에너지를 이용하는 전력 생산방식으로 잠재적인 발전량이  2조로 추산되는 ‘유력한’ 대체에너지로 주목 받고 있다.

특히 파력발전은 우천시나 밤에도 전력생산이 가능한  날씨의 영향을  받아 평균 발전효율이 30~50% 달해 기존 태양광발전에 비해 10% 정도 효율이 높은 것으로 평가되고 있다.

파력발전은 발전량과 발전효율 면에서 장점이 부각되면서일본을 포함한 선진국들이 기술선점 경쟁이 과열되고 있다관련 업계에 따르면 현재 영국프랑스포르투갈스웨덴 등이 파력발전소를 건설해 실제 전력을 생산하고 있다.

파력 전문가들은 “파력발전 상용화의 성공이 현재의 높은 전력생산 비용을 기술개발을 통해 기존 발전의 생산비용 수준으로 낮출 있는지 여부에 달렸다" 강조한다.

이에 따라 해외 각국에선 정부 보조금을 지급하고 있다포르투갈의 경우지난 2008 10 상용화한 자국의 ‘펠라미스’ 파력발전소에 대해 정부에서 1kWh 0.23유로씩 보조금을 지급하고 있다.

유럽연합(EU) 뱀모양 파력발전 설비에 대해 재생에너지  탄소절감프로젝트 기금인 NER300 지원을 고려하고 있다. NER300프로젝트는 8개의 탄소포집저장기술과 34개의 재생에너지기술 지원을 위해 마련된 기금으로 현재 기금 규모는 45억유로 정도다.

 



 

제주도파력발전소 500kW 건설키로

국내도 제주도 연안에 500kW 파력발전소를 설립하면서 글로벌 파력발전 경쟁에 뛰어들었다제주도는 한국해양연구원 해양시스템안전연구소가 파력발전 표준모델의 실증과 실용화를 검증하기 위해 제주시 한경면 용수리  500m 해상에 시험용 파력발전소를 만든다.

 파력발전소는 500kW급으로 길이 35m, 넓이 37m, 높이 28m 규모다발전소 구조물 구축에 64억원기전설비에 41억원 모두 105억원의 사업비가 투입된다.

연구소는 올해 발전사업자 허가구조물 시공 계약  각종 인허가 절차를 마치고 2011 해상에 발전소를 시설시험 운용할 계획이다. 2012년에는 파도의 힘을 이용해 무공해 전기를 생산하는 실증시험을 진행성능 개선  운용 최적화 방안을 마련할 계획이다.

연구소는 시험용 파력발전소의 실증시험이 성공적으로 완료되면 파력 에너지 자원의 상용화로 청정에너지 보급이 가능할 뿐만아니라발전 시설이 방파제 역할을  발전소 후면에 가두리 양식장 설치가 가능해지는  연안개발 활성화에도 도움을  것으로 기대하고 있다.

국토해양부는 2006 150W 소형 파력발전장치를 개발해 제주시 차귀도 해역에서 시험 운용에 성공한  있다파력발전장치는 파도가 상하로 진동하면서 얻어지는 압축공기를 이용해 전기를 생산하는 장치다.

파력발전과 관련해 국내는 1993 부유식 파력발전장치를 연구하여 2001 7월에 60kW 부유식 진동수주형 파력발전 장치 주전A호를 울산 주전 앞바다에 실험에 착수했으나 폭풍에 의해 그해 10 중단한  있다.

한편 정부 연구단체는 파력발전의 활성화를 위해 기술이전  적극 나서고 있다.

한국해양연구원이 파도의 상하운동 에너지를 이용해 전기를 일으키는 파력에너지 발전시스템 관련 기술의 기업 이전을 추진키로했다.

해양연은 국내 연안의 파력에너지 자원개발을 위한 고효율 파력발전장치와 복합발전시스템을 지난 2003년부터 개발해 왔으며 현재 기술개발을 완료하고 오는 2011 시험플랜트를 건설할 예정이다해양연은 제주도에 들어설 시험발전소 건설에 기업을 참여시켜 개발기술을 이전하고 상용화를 추진할 예정이다특히 신재생에너지 전문기업을 대상으로 참여기업을 공모내년부터 본격적인 실용화에 나선다는 계획이다.

해양연이 개발하는 파력발전장치는 파도에 의해 공기실 내의 물이 상하로 진동함에 따라 얻어지는 왕복성 압축공기를 이용하는것으로파력에너지를 공기의 유동에너지로 1 변환하고 이를 다시 공기터빈을 사용해 기계적인 회전에너지로 2 변환한  발전기를 돌려 전기를 얻는 방식이다.

해양연은  사업과 관련지난 2005년까지 1단계 연구를 통해 파력에너지 자원조사  핵심기술을 개발했으며 2006년부터 시작한 2단계 사업을 통해 파력발전의 실증플랜트 건설  복합이용 기술을 개발, 150W 등부표용 소형파력발전장치의 실해역 시험과 500kW 파력발전장치에 사용할 터빈  구조물 상세설계를 마무리했다.

올해 △파력발전 터빈과 발전기 제작 △설치 예정지의 해양환경조사 500kW 파력발전구조물의 상세설계 등을 수행하고 내년부터는 △구조물과 전력제어장치 제작 △파력발전소의 해역설치 △시스템 운영최적화를 차례로 진행해 2012년에 실용화를 완료할 계획이다.

한반도 해역 전체의 파력에너지는 65기가와트(GW) 달하며 이러한 잠재 자원을 1% 이용해도 325,000가구의 전력 수요(650MW) 감당할  있는 전기를 생산할  있어 연간  1,300억원(220만배럴) 수입대체 효과를 가져올  있다.

 

 

 

해수면 온도차의한 발전 OTEC’도 뜬다

한편 해수면과 심해 바닷물의 온도차를 이용한 발전방법도 각광받고 있다이른바 해양온도차발전(OTEC)으로 불리는  기술은따뜻한 바닷물을 암모니아  유체 가열에 이용해 증기를 만들어   터빈을 돌려 전기를 만들어내는 방식이다.

심해의  바닷물은 증기를 응결시켜 터빈의 지속적인 회전을 가능하게 한다 시스템은 화씨 35 가량의  온도차를 요구하기 때문에 열대 지방의 해안 지역에서 상용하기에 가장 적합한 기술이다.

 기술과 관련한  가지 난제는 심해수를 해수면으로 끌어올릴  필요한 지름 1,000피트의 대형 파이프를 설계하고 만들어 배치하는 문제다록히드는 파이프 디자인을 시험 중에 있으며 2014년까지 시범 발전소 건설을 계획 중이다.

OTEC 기술 아이디어가 처음 고안된 것은 1880년대까지 거슬러 올라간다최초의 OTEC 발전소가 세워진 것도 1930 쿠바에서였다문제는  발전소가 만들어내는 전기보다 발전소를 가동하는  들어가는 전력이  많았다는  있다. 1979 하와이 천연자원연구소에 설립된 OTEC 발전소는 50킬로와트가 소모돼 15킬로의 전력을 생산해냈다.

 기술은 2009 록히드마틴이  해군으로부터 800 달러의 OTEC 발전소 개선을 위한 계약을 수주하면서부터 다시 급속도로각광받기 시작했다.

 다른 해양 에너지로 염분이 없는 민물과 바닷물이 만날  삼투압이 발생하며 상당한 양의 에너지가 방출된다이러한 자연 과정을 이용해 강어귀에 발전소를 설립하는 방안도 연구 중에 있다.

노르웨이 국영 전력회사인 스태트크레프트는 2009  오슬로 외곽에 세계 최초의 삼투압 발전소를 설립했다삼투압 발전이란개념을 테스트하기 위해 설립된  발전소에서는 막에 의해 나눠진 민물과 해수를 결합하며  민물이 바닷물로 흘러들어가는 압력이 터빈을 돌려 전기를 발생시킨다.

스태트크래프트는 삼투압 기술로  세계에서 최대 1,700테라와트의 전력이 생산될  있다고 예상했다유럽연합(EU) 전체 전력소모량의 절반에 해당되는 규모다아직  업체의 발전소는 커피메이커를 가동할  있을 정도인 2~4킬로와트의 전기를 생산할뿐이지만 2015 초에는 상업적으로 사용 가능한 발전소 설립을 시작할 계획이다.

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Posted by 매실총각