한국건설기술연구원(KICT, 원장 한승헌)은 기존 파력발전 대비 발전효율을 2배 이상 향상하고 24시간 안정된 전력을 생산할 수 있는 신개념 파력발전시스템을 개발했다고 밝혔다.

파력발전이란 파도의 운동에너지에서 동력을 얻어 발전하는 방식을 뜻한다. 기존 파력발전 방식에는 여러 제한사항이 있었다. 실시간 변화하는 파도의 방향 때문에 안정적으로 발전할 수 없었고 조수간만의 차가 클 경우 설치가 불가능한 문제도 있었다.

우리나라가 3면이 바다임에도 파력시스템이 설치된 곳은 제주도 테스트베드 단 1곳에 불과한 것도 이와 같은 이유 때문이다. 전 세계적으로도 파력발전이 원활히 운영되고 있는 곳은 영국을 비롯해 5곳에 그친다.

박민수 KICT 박사 연구팀은 이와 같은 문제를 극복하기 위해 ‘2중 변환장치’와 ‘자동 위치조절장치’를 고안했다. 에 따라 해양환경에 무관하게 24시간 효율적이고 안정적인 발전이 가능해졌다.

2중 변환장치는 파력의 손실을 최소화하기 위한 장치다. 파랑의 원운동을 이용하는 ‘원통형 실린더’와 직선운동을 이용하는 ‘스윙판’ 중에 발전율이 높은 것을 매 순간 선별해 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 설계됐다.

부력 원리를 이용한 ‘자동 위치조절장치’는 수심변화에 즉각 대응하고 파랑의 방향 변화에 따른 좌우회전이 자유롭도록 설계됐다. 실시간 변화하는 파도에도 24시간 연속 발전할 수 있다.

발전성능도 기존 부유식 진자형 파력발전보다 2배 이상 향상됐다. 시간평균 24.1%의 높은 발전효율을 나타내며 1기당 생산전력은 시간평균 3㎾다. 이는 소요비용측면에서 소형풍력발전과 유사하지만 필요면적, 소음측면에서는 유리하다.

연구책임자인 박민수 KICT 수석연구원은 “순수 국내기술로 효율성이 높은 파력시스템을 개발하면 3면이 바다인 한국이 향후 청정에너지 분야의 강국으로 도약할 수 있을 것으로 기대한다”람 “해양환경에 관계없이 설치 가능한 만큼 향후 국내 연근해역 적용 확대는 물론 해외시장 진출을 기대할 수 있을 것”이라고 밝혔다.