자연 에너지 중에서 해양 에너지를 이용한 발전 시스템이라고 하면 파력(波力)발전과 조석(潮汐)발전, 조류발전, 해양온도차 발전 등이 있으며, 더 나아가 염분 농도차 에너지와 해류 에너지 등도 이론적으로는 활용 가능한 것으로 알려졌다.

그러나 현실적으로 실용화되고 있는 것은 조석(潮汐) 에너지 이용 발전과 파력 발전 정도이며, 게다가 그 규모는 아직 수 백kw 정도에 지나지 않는다. 만일 무진장 있는 해양 에너지를 안정적으로 꺼내, 다른 자연 에너지와 복합화해서 합리적인 비용으로 제공할 수 있다면 세계의 에너지 사정은 대전환을 맞이하게 된다. 파력 발전 설비를 메가 플로트(거대 부체 구조물)에 설치해서 태양광 발전과 풍력 발전 등 자연 에너지와 혼합한 복합 에너지 시스템 프로젝트도 메가 플로트가 구체화되면 실현 가능성이 클 것으로 기대되고 있다.

▷ 출력 1000kw 지향

조석(潮汐)발전은 30년 이상 전에 프랑스에서 240kw 규모로 실용화됐다. 북서부의 랑스 하구에서 조석의 낙차 12m를 이용해, 조석간만의 차에서 나오는 에너지로 터빈을 회전시켜 발전하고 있다. 랑스는 넓은 하구가 급히 좁아지는 지형 때문에 조석간만의 차가 큰 점이 이용됐다. 단지 유감스럽게도 효율적인 저 낙차 터빈이 기술적으로 완성되지 않아, 일본의 유명해와 같이 조석간만의 차가 최대 5~6미터 밖에 되지 않는 곳에서는 예상 정도의 연구로 끝나고 있다.

한편, 해양 온도차 발전의 경우 사가대학의 연구가 세계적으로도 유명하다. 벌써 기술적으로는 실용화 수준에 도달해 있다. 해양 온도차 발전은 해저에서 가까운 저온의 해수지역과 따뜻한 표층수와의 온도차를 이용해서, 암모니아와 물로 기화해 발생한 증기로 터빈을 돌리는 구조이다.

이 발전시스템에서는 온도차가 큰 적도 바로 밑의 해역이 이상적이다. 이 해역에서는 해면의 표층 온도는 28~30℃이나, 바다 속은 2℃ 정도가 되어 이 온도차가 크게 이용될 수 있다. 이 때문에 사가대학은 인도의 요청을 받아, 출력 1000kw 규모의 프로토타이프 기계를 설치할려는 계획으로 실용화를 향한 준비에 들어가 있다.

파력 발전의 경우 해양과학기술센터가 지난 70년대부터 80년대에 걸쳐 최대 1000kw의 대형 발전 설비가 되는 카이메이로 실용화 연구를 해 오고 있다. 파력발전의 해양 에너지는 에너지 밀도가 낮기 때문에, 발전기계의 작동효율에 관계 없이 비용이 일정하게 들어가기 때문에, 해양 에너지를 얻는 양이 크지 않으면 채산이 맞지 않는다. 입력 에너지가 항상 일정하면 정격 출력을 어떻게 하든 설계할 수 있지만, 실제의 발전은 상당히 낮다는 것이 일반적이다. 그렇다고 해서 여유가 없는 설계를 하면, 안전율이 나빠져 장치의 신뢰성이 떨어져 버린다.

또한 초대형 태풍으로 대형 파도가 수 십 년에 1회 오는 것을 예상하는 것과 같은 설계보다도, 10~20년의 평균적인 태풍의 규모를 베이스로 설계하는 것이 비용 면에서 과제가 되고 있다.

출처 : 한국과학기술정보연구원, 등 록 일 2001-09-11 원문출판일 2001년 08월 31일

일간공업신문

운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.07.17 11:06

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