파도의 힘으로 전력을 만드는 ‘파력발전’ 생산 실증 돌입 [지식용어]
파도의 힘으로 전력을 만드는 ‘파력발전’ 생산 실증 돌입 [지식용어]
  • 보도본부 | 이윤아 pro
  • 승인 2021.11.24 08:59
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[시선뉴스 심재민 / 디자인 이윤아Pro] 현대사회에서 전기는 중요한 물질 중 하나다. 당장 전기가 없다면 산업 시설은 물론 우리들의 생활까지 모두 멈출 수밖에 없기 때문이다. 하지만 화석연료를 이용해 전기를 생산하는 기존의 방식은 환경오염은 물론 자원 고갈이라는 문제점을 낳았고, 바람 등 자연 현상을 이용해 전기를 생산하기 위한 연구와 도입이 이루어졌다. 최근에는 ‘파력발전’이 이슈가 되고 있다. 

파력발전은 파도의 상하운동 에너지를 이용해서 동력을 얻어 발전하는 방법으로 작동원리에 따라 가동물체형, 진동수주형, 월파형으로 나눌 수 있다.

가동물체형의 발전원리는 수면의 움직임에 따라 민감하게 반응하도록 고안된 기구를 사용하여 파랑에너지를 기구에 직접 전달하여 기구의 움직임을 전기 에너지로 변환하는 방식이다. 예를 들어 진자를 내장한 부표를 물에 띄워 파도가 치는 대로 동요시켜서 부표 속에 장치한 진자의 움직임을 회전운동으로 바꾸고 기어를 통해서 발전기를 회전시킬 수 있다. 

진동수주형 파력발전은 워터칼럼 내부로 유입된 파랑에 의하여 생기는 공간의 변화를 내부공기의 유동으로 변환하고, 이를 유도관으로 유입하여 공기의 흐름을 생성시키고 유도관 내에 설치된 터빈을 회전시켜 전기를 얻는 방식이다. 입사파가 장치의 전면에서 반사되면 중복파가 형성이 되고, 이때 수면의 상부 노즐부에 공기의 흐름이 발생하는 원리이다.

마지막으로 월파형 파력발전은 파랑의 진행방향 전면에 사면을 두어 운동에너지에 의해 파랑이 사면을 넘어서게 되면, 이것이 위치에너지로 변환하여 저수된 후, 형성된 수두차(1차 변환)를 이용하여 저장된 해수를 저수지의 하부로 흘리면 통로 하부에 설치된 수차터빈(2차 변환)이 회전하여 발전하는 방식이다. 

한편 해양수산부는 지난 16일 제주 추자도에서 방파제 연계형 ‘파력발전’ 실증플랜트 준공식을 개최했다. 파력발전은 파도의 움직임으로 전기를 생산하는 해양에너지로, 태양광이나 풍력에 비해 날씨에 큰 영향을 받지 않고 24 시간 작동할 수 있는 것이 장점이다. 기존에는 미국을 비롯한 영국 등 일부 EU 국가만 파력 발전 기술을 확보한 상황 이었으나 연구 끝에 우리나라도 이러한 흐름에 합류하게 되었다. 

정부는 지난 2003년부터 1단계 파력발전 기술 개발을 본격적으로 지원하였으며, 이를 통해 지난 2016년 제주 용수리에 실증 플랜트를 구축하면서 핵심설비인 터빈, 전력제어기 등을 순수 국내 기술로 개발 하는 데 성공한 바 있다. 이번에 제주 추자도에 준공된 파력발전 실증플랜트는 1단계에서 확보한 원천 기술을 바탕으로 섬과 연안에 실제 보급할 수 있는 시제품 수준으로 제작되었으며, 기술 개발 성과는 4가지로 요약된다.

첫째, 인구가 적고 전력수요가 낮은 섬 지역 특성에 맞추어 설비를 30kW급으로 소형화·표준화해 지역에 따라 용량을 자유롭게 확장할 수 있도록 했다. 둘째, 발전기를 방파제에 부착하여 구조물 비용을 절감하면서 거센 파도에도 버틸 수 있도록 안정성을 높였다. 셋째, 전력 제어를 고도화하여 작은 파도에서도 발전이 가능하도록 하였다. 마지막으로, 에너지저장장치와 연계하여 생산한 전기를 저장하여 송전망에 안정적으로 공급할 수 있도록 하였다. 

2050 탄소중립 달성을 위해서는 해양에너지 분야에 적극 투자할 필요가 있다. 이번 방파제 연 계형 파력발전 실증플랜트 준공은 실제 파력발전을 통한 전력생산 을 앞두게 되었다는 점에 큰 의미가 있다. 

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