건설연, 발전효율 2배 향상한 신개념 파력시스템 최초 개발
건설연, 발전효율 2배 향상한 신개념 파력시스템 최초 개발
  • 정성훈 기자
  • 승인 2019.01.07 12:33
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순수 국내 기술로 기존 파력발전 한계 극복...24시간 발전 가능해져
 
3면이 바다인 우리나라에 새로운 개념의 파력시스템이 개발됐다.
 
한국건설기술연구원은 기존 파력발전 대비 발전효율을 2배 이상 향상하고 24시간 안정된 전력을 생산할 수 있는 신개념 파력발전시스템을 개발했다고 7일 밝혔다.
 
파력발전이란 파도의 운동에너지에서 동력을 얻어 발전하는 방식을 뜻한다.
 
         한국형 파력발전 시스템 작동원리 
▲  건설연
  
건설연은 "기존 파력발전 방식에는 여러 제한사항이 있었다"며 "실시간 변화하는 파도의 방향 때문에 안정적으로 발전할 수 없었고, 조수간만의 차가 클 경우 설치가 불가능한 문제도 있었다"고 밝혔다.
 
이러한 한계로 인해 한국이 3면이 바다임에도 불구하고 파력시스템이 설치된 곳은 제주도 테스트베드 단 1곳에 불과한 이유다. 전 세계적으로도 파력발전이 원활히 운영되고 있는 곳은 영국을 비롯 단 5곳뿐이다.
 
건설연 박민수 박사 연구팀이 고안한 것은 '2중 변환장치'와 '자동 위치조절장치'다. 이 덕분에 해양환경에 무관하게 24시간 효율적이고 안정적인 발전이 가능해졌다. 
 
'2중 변환장치'는 파력의 손실을 최소화하기 위한 장치다. 파랑의 원운동을 이용하는 '원통형 실린더'와 직선운동을 이용하는 '스윙판' 중에 발전율이 높은 것을 매 순간 선별하여 발전기를 작동시키는 장치다.
 
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 위치조절장치'를 통해 수심변화에 즉각 대응하고 파랑의 방향 변화에 따른 좌우회전도 자유롭게 설계했다. 실시간 변화하는 파도에도 24시간 연속 발전할 수 있는 이유다. 
 
발전성능도 높였다. 기존 부유식 진자형 파력발전과 비교시 2배 이상 향상된 시간평균 24.1%의 높은 발전효율을 나타냈다. 1기당 생산전력은 시간평균 3㎾로, 소형풍력발전과 소요비용은 유사하지만 풍력발전에 비해 필요면적은 적고 소음발생 걱정도 없다. 
 
연구책임자인 건설연 박민수 수석연구원은 "순수 국내 기술로 효율성이 높은 파력시스템을 개발하면 3면이 바다인 한국이 향후 청정에너지 분야의 강국으로 도약할 수 있을 것"라며 "해양환경에 관계없이 설치 가능한 만큼, 향후 국내 연근해역 적용 확대는 물론 해외시장 진출을 기대할 수 있을 것" 이라고 밝혔다. 
 
이번 기술개발에는 중소기업인 코리아인코어테크놀러지(주)도 공동 참여했다.
 
▲건설연

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