한국건설기술연구원(원장 한승헌)이 파력발전시스템을 개발했다

기존 파력발전 대비 발전효율을 2배 이상 향상시키고, 24시간 안정된 전력을 생산할 수 있는 신개념 파력발전시스템이다.

파력발전이란 파도의 운동에너지에서 동력을 얻어 발전하는 방식이다.

기존 파력발전 방식에는 여러 제한사항이 있었다. 실시간 변화하는 파도의 방향 때문에 안정적으로 발전할 수 없었고, 조수간만의 차가 클 경우 설치가 불가능한 문제도 있었다. 한국이 3면이 바다임에도 불구하고 파력시스템이 설치된 곳은 제주도 테스트베드 단 1곳에 불과 것도 이 때문이다. 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 있게 됐다.

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 것이라 기대했다” 면서 ‘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.