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태양 연못의 전망과 범위

전문가 제언: ○ 재생에너지로서 태양에너지의 추출은 그 빛에서부터 추출하는 방법과 열에서부터 현열(Sensible heat)을 추출하는 방법이 있다. 본문에서 소개한 태양 연못은 그 중 태양열에서 에너지를 추출하는 방법 중 하나로 투자비와 운전비가 매우 적으면서도 고장 가능성도 적은 효율적인 에너지 추출 기술이라 생각된다. 한국에너지기술연구원에서도 소형 염분 농도구배 태양 연못을 설치하고 이를 연구하고 있다.

○ 이 기술은 염분의 농도의 차이에서 생기는 밀도의 차이를 이용하여 연못 안의 물의 온도 차에 의한 대류를 억제한 가운데 태양열을 흡수 저장하는 시스템이다. 최상부의 염도는 매우 낮아 보통 물에 가깝고 최 하부는 염도가 거의 포화 상태에 가까우면서 두 곳 모두 대류가 있다. 그러나 그 중간층은 깊이에 따라 온도, 염도가 증가하나 동시에 변화하는 밀도 차에 의하여 대류가 없다. 따라서 열의 전달은 거의 열전도에 의한다. 이 연못에 투사된 태양의 복사열은 하부 대류-층에 흡수 저장되며 이 열은 열-교환으로 추출된 후 다양한 용도에 이용될 수 있다.

○ 본문에는 상부의 대류-층에서 흘러나온 물을 하부 대류-층에 보충한다고 하는데 상부에 Overflow하는 물은 희석된 상태이지만 그래도 염분이 있다. 따라서 이것을 하수나 기타 수계 시스템에 방류하면 지상 수계를 오염시킬 가능성이 있다. 따라서 이를 바다에 배출할 수 있는 해안 지방으로 입지가 제한되는 단점이 있을 수 있다.

○ 그 대안으로 본문에 소개된 대로 이 Overflow water를 하부 대류-층에 주입할 수 있으면 안전하다. 그러나 이 경우 거의 포화 상태에 있는 하부 대류-층의 염수가 상부에서 나온 희석된 염수에 의하여 농도의 안정성이 손상될 우려가 있다고 생각된다. 이의 대안으로 상부의 Overflow를 농축시키는 작업은 매우 에너지 소모적이라 태양 연못의 에너지 효율을 크게 떨어뜨릴 위험이 있다.

○ 이 문제를 해결하는 방법으로 해수 담수화 역-삼투 공정의 배출 라인을 염수로 사용하면 농축에 의한 에너지 소비 없이 매우 경제성 있게 태양 연못을 운영할 수 있으리라 생각된다.

저자: Velmurugan, V., Srithar, K.
자료유형: 학술정보