조력 에너지를 전기로 바꾸는 진자 발전기

조력 에너지를 전기로 바꾸는 진자 발전기

일본 오카야마 대의 신지 히에지마 부교수는 조력 에너지를 전기로 바꾸는 혁신적인 진자 발전기 시스템에 대한 특허를 출원하고 상용화를 준비하고 있다.

일본의 경우는 일본 열도 주변에 있는 바다의 힘을 이용하는 연구로, 대체 에너지 원의 탐색 수단으로 높은 우선순위를 가지고 활발하게 이뤄져왔다. “시코쿠(Shikoku)에 있는 가가와(Kagawa)와 오카야마(Okayama)를 연결하는 세토 교(Seto Bridge)처럼 대형 교각들과 강한 바람 사이의 상호작용에 대한 나의 연구를 촉발시켰다”고 연구의 배경을 전한 신지 히에지마 부교수는 “초기 연구에서 나는 태풍처럼 강력한 바람을 만났을 때 대형 교각이 진동하는 이유를 분석하면서 조력 에너지를 안정적인 전기 원천으로 활용하는 방법에 집중했다”고 연구의 진행 과정을 설명했다. 

현재 유럽에서 시험되고 있는 프로펠러 방식의 터빈 시스템의 경우 ▲회전자 날개를 만드는 데에 사용되는 재료에 높은 강도가 요구됨에 따른 비용의 상승 ▲바다 쓰레기들이 회전자를 움직일 수 없게 만들어 파손 위험 증가 ▲회전자 날개가 가진 날카로운 모서리가 해양 생물에 미칠 영향 등의 문제가 거론되고 있는데, 이번 연구는 이를 극복할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 

연구는 프로펠러에 기초한 조류 발전 시스템이 가진 이러한 한계점을 해결하기 위해 물속에서 수평으로 위치한 실린더에 진동을 야기하는 유동 발전 시스템에 대한 잠재력을 분석하는 것부터 시작됐다. 

이러한 접근 방법은 앞에서 언급한 프로펠러 방식의 발전이 가지는 단점들을 극복할 수 있었다. 하지만 이 시스템은 약 35%라는 낮은 전기효율을 해결해야 했다. 이를 위해 신지 히에지마 부교수는 병진 운동이 아닌 회전 운동으로 진동하는 새로운 모델을 고안했는데, 이는 76%의 전력 효율이 달성되면서 새로운 가능성을 제기했다. 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 조력 에너지를 전기로 바꾸는 진자 발전기