‘하늘을 나는 발전소’로 불리는 ‘공중 풍력발전’의 국산화 개발이 본격화 된다.
한국전기연구원(KERI)과 한전, 창원시는 지난 4일 공중 풍력발전 연구개발 성과발표회를 열고 양해각서를 체결했다.
3개 기관은 우선 지상발전 방식의 공중 풍력발전을 순수 국내 기술로 개발하기로 했다.
한전이 예산을 지원해 KERI가 연구개발을 수행하고, 창원시가 마산해양신도시 부지를 테스트베드로 활용할 수 있게 지원한다.
공중 풍력발전은 두 종류다.
‘공중발전’은 비행기나 드론 등에 프로펠러와 발전기를 장착해 하늘에서 전기를 생산해 지상으로 보낸다.
‘지상발전’은 연이나 글라이더 등이 공중에서 줄을 당기고, 이에 줄이 감긴 지상의 드럼이 회전하면서 발전기를 구동해 전기를 만드는 방식이다.
공중 풍력발전의 장점은 에너지원의 잠재력이 크고 장소의 제한이 적다는 점이다.
이론적으로 기존 타워형 풍력터빈이 지구상에서 바람으로부터 획득할 수 있는 잠재적 총 에너지는 400TW다.
하지만 특정 지역에서만 확보가 가능한 바람 자원의 한계가 있다.
특히 해상풍력의 경우 각종 지형적·경제적·자연환경적 문제까지 있다.
이로 인해 전 세계에 설치된 타워형 풍력터빈의 누적 설치용량은 총 잠재력(400TW)의 0.2%도 안 되는 743GW에 불과하다.
반면 높은 고도의 바람에서 공중 풍력발전이 획득할 수 있는 잠재적 총 에너지는 이론적으로 1,800TW다.
이는 타워형 풍력터빈 대비 4.5배에 이르며, 전 세계 에너지 수요(약 20TW)의 90배에 달한다.
높은 고도의 바람 에너지는 강하면서도 더욱 광범위하게 분포돼 있다.
바람이 약해 타워형 풍력터빈의 상업성이 확보되지 않았던 지역에서도 공중 풍력발전 방식을 활용해 전력을 생산할 수 있다.
해상에 구축할 때에도 기초 비용을 좌우하는 수심의 영향을 거의 받지 않는다.
경제성과 친환경성도 매우 뛰어나다.
동일 면적에서 연간 발전량은 타워형 풍력터빈 대비 6배 이상 높다.
기초, 타워, 블레이드 등 설치비도 1/10 수준이다.
특히 환경 훼손, 소음, 진동, 경관 등 발전소 설치에 따른 환경 문제를 최소화할 수 있다.
현재 미국과 유럽 등 선진국에서는 공중 풍력발전의 타당성 검증연구를 수행하고 있으며 상용화 및 대용량화를 위한 관련 기술 개발에 나서고 있다.
KERI 관계자는 “공중 풍력발전은 활용 목적과 장소에 따라 이동식부터 대규모 발전까지 다양한 용량의 시스템을 구축할 수 있어 응용성이 매우 높다”고 말했다.
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