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파력에너지변환기-점흡수기-모델링을 위한 수치해석법 종합

전문가 제언: ○ 파력에너지 변환장치(WEC: Wave Energy Converter)에 대한 첫 공식 기록은 1799년에 Monsieur Girard가 프랑스에서 획득한 특허이다. 그 후 1970년대 초까지 300개의 특허가 등록되었다. 현재 미국 OPT (Ocean Power Technology)사는 2011년 스코틀랜드에 150㎾ 용량의 시험 시스템을, 아일랜드 회사인 Wavebob은 2006년 아일랜드 Galway 만에 시험 시스템을, 덴마크 Wave Star사는 2009년 Hanstholm에 600㎾ 시험 시스템을, 덴마크 Wave Dragon사는 2003년 Nissum Bredning에서는 프로토타입을 설치하였다.

○ 보이스 하이드로사(Voith Hydro, 보이스와 지멘스의 합작투자 기업, Wavegen사를 인수)는 2011년 7월 스페인 북부에 있는 Mutriku 항에 유럽 최초 상업용 파력발전소를 준공하여 Shetland Islands Council에 인계했는데, 이는 "진동수주형 방식"으로 건설된 상업용 파력발전소로는 세계 최초였다. 발전용량은 300㎾로 연간 약 60만kWH의 전력을 생산할 전망이다.

○ 이 글은 다양한 파력에너지 변환 원리 가운데 가장 핵심적인 형태인 점흡수기(point absorber)를 대상으로 거동과 성능을 분석할 수 있는 모델링의 기법을 소개하고 있다. 선박과 해양 기술에서 축적된 다양한 기법을 그대로 도입할 수 있어서 파력발전 분야 연구자들은 행운이라고 하겠으나 선박 분야에서는 안정도 중심의 연구였다면 파력발전 분야는 에너지 효율 중심이므로 새로운 기법을 개발하지 않으면 안 될 것이다.

○ 우리나라에서도 파력발전 분야의 파력의 동역학적 연구는 활발하다. 점흡수기는 가동물체형에 속하는데 이에 대한 연구를 보면 장진석(2011, “다물체 동역학을 이용한 파력발전기의 동적거동 분석”), 조병학(2012, “50㎾급 가동물체형 고효율 파력발전시스템 설계”), 이연원(2011, “해양 파력발전시스템 설계를 위한 부유체 거동에 관한 연구”), 김진하(2006, “BBDB형 진동수주 파력발전장치의 운동 및 파랑 표류력 연구”) 등 풍부하다. 산학연 공동 노력으로 상업용 파력발전소의 등장이 앞당겨지기를 기대해 본다.

저자: Li, Ye
자료유형: 학술정보