2. 국내외 기술동향
2.2. 해양에너지 복합발전 기술 동향
2.2.3. 기타 복합발전
☐
국내 동향◦ 한국해양과학기술원에서(2016)는 모듈로 구성되는 Ocean Energy Complex를 제안함.
‒ 풍력과 파력으로 구성되는 Unit이 결합하여, Ocean Energy Module을 구성하며, Module이 결합하여 초대형 부유식 플랫폼인 Ocean Energy Complex를 구성하는 개념임.
‒ 해상풍력과 파력발전을 복합으로 발전하는 부유체 구조물 유닛(unit)과 그 유닛 으로 구성되는 해양복합발전 부유식 구조물 모듈(에너지 아일랜드 모듈), 그리고
다시 그 부유식 구조물 모듈을 연결하여 대형 해양복합발전 에너지 섬(에너지 아일랜드 콤플렉스)을 구성하는 개념. (Unit → Module → Complex)
‒ 해상풍력-파력 부유체 구조물 유닛은 부유식 구조물과 접안시설, 파력 발전기로 구성되며, 부유식 구조물 위에 풍력 발전기가 설치됨.
‒ 부유식 구조물 유닛의 한쪽 방향에는 파력발전기가 설치되며, 녹색 원통부의 부 유체가 파에 의해 상하운동을 하게됨에 따라 청색부의 내부에 설치된 발전기가 작동함.
‒ 다른 방향에는 시설의 유지관리를 위한 접안시설이 배치됨.
Wind-Wave Power Unit Ring Structure
Arm Structure
Core Structure
Harbor Spar Arm Connector
[그림 39] Ocean Energy Island Module의 구조
Energy Island Complex
[그림 40] Ocean Energy Island Complex
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해외 동향◦ 일본은 초대형 해양구조물 상부에 태양광 및 풍력발전, 수면에서는 파력발전, 수면 아래에서 는 조류발전을 수행하는 복합발전 방식을 제안함
◦ 영국의 Energyisland사는 해상 풍력발전과 파력발전 외에도 해수 온도차 발전, 태양광 발전 등 해양에서 이용 가능한 신재생에너지를 결합시켜 상호 보완함으로써 에너지 전환효율을 극 대화시킨 개념의 대규모 부유식 플랫폼 Energy Island를 제안
자료 : 녹색기술정보포털, 풍력 융복합발전 기술동향,
(원자료 : http://www.power-technology.com/projects/greenoceanenergywav) [그림 41] Energy Island 개념도
◦ 미국의 Grays Harbor Ocean Energy사와 Virginia Tech사, 노르웨이 Pelagic Power사 등이 다 양한 모델을 연구중
◦ 영국과 네덜란드에서는 조류·조력 발전, 해상풍력발전, 해수온도차발전, 해상 태양광발전 등 이 결합된 초대형 복합해양에너지플랜트에 대한 기획이 수행되어 해상풍력과 수소저장/연료 전지 융합시스템을 제안함
◦ 일본
‒ 2011년 12월 일본 후쿠오카 하카다만 해상에 세계 최초로 부유식 복합 해양발전 장비가 설치되어 실증 실험중
‒ 직경 약 18m의 육각형 부체에 출력 3KW의 윈드렌즈 풍차(직경 3.4m) 2기와 출 력 1.5KW의 태양전지 패널을 설치한 것으로 윈드렌즈 풍차는 날개 주위에 링 모양의 덮개가 설치되어있어 흩어진 바람을 모아 가속시켜 보다 강한 바람을 풍 차 날개에 제공하여 2~3배의 발전효율을 가지는 신형식의 집풍식 소형 풍차임
‒ 실증실험은 일본 환경성의 지원으로 규슈대 응용역학 연구소에서 수행중이며, 하카다항에서 650m 떨어진 해상에서 1년간 계류하며 내구성과 부체의 흔들림, 해양 생태계의 변화 등의 데이터를 수집할 예정
‒ 규수대 응용역학 연구소는 향후 복합 해양발전장비를 지속적으로 개선하여 신재 생 에너지를 입체적으로 이용하는 복합발전시스템의 반잠수식 복합 해양발전팜 을 개발할 계획임
일본의 해양 복합발전장치 설치장소와 장비 및 향후 해양발전팜 조감도 자료 : 아사히 신문
자료 : 아사히 신문
[그림 42] 일본의 해양 복합발전장치 설치장소와 장비 및 향후 해양발전팜 조감도