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2015년 2월 22일 일요일

풍차없이도 풍력 발전?



 네덜란드 하면 풍차가 먼저 떠오를 만큼 이 나라에는 바람이 많이 부는 편입니다. 인접한 네덜란드, 덴마크 등의 국가가 풍력 발전에서 선두 주자가 된 것은 우연이 아닐 것입니다. 그런데 네덜란드의 델프트 공대(Delft University of Technology) 과학자들은 풍차 없이도 전기를 생산할 수 있는 풍력 발전기를 제작하려고 노력하고 있습니다. 쉽게 말해 블레이드와 발전기처럼 움직이는 부분을 없애버린 풍력 발전기라고 할 수 있습니다. 



(델프트 공대의 풍력 발전기의 상상도. TU Delft ) 

 왜 이런 것이 필요한지를 설명하면 간단합니다. 어떤 기계든 움직이는 부분이 적을 수록 이상적이 기계입니다. 예를 들어 복잡한 내연 기관보다는 전기 모터가 더 단순하고 고장이 적어 신뢰성이 높겠죠. HDD와 비교해서 SSD의 장점을 말할 때도 같은 원리가 적용됩니다. 모터가 없고 움직이는 부분이 없으니 SSD가 소형화, 저전력화, 경량화, 무소음화가 가능해지는 것입니다. 

 풍력 발전기도 마찬가지입니다. 풍력 발전기의 가장 큰 문제중에 하나는 거대한 블레이드였습니다. 일단 커다란 블레이드는 시야를 가리는 문제 외에도 조류와의 충돌 가능성, 파손의 가능성, 그리고 소음 공해를 발생시켰습니다. 만약 풍력 발전기에서 움직이는 부분을 없애버린다면 앞서 말한 문제가 없어지는 것은 물론 움지이는 부분이 없어지므로써 내구성이 크게 향상되고 유지 보수에 드는 비용도 획기적으로 줄일 수 있습니다. 문제는 어떻게 그럴 수 있느냐겠죠. 

 델프트 공대의 연구자들이 제시한 방법은 바로 물을 스프레이로 뿌리는 것입니다. 여기서 잠깐 설명이 필요합니다. 물을 쉽게 전류를 흘려보내는 용액입니다. 즉 물 분자는 전기적인 특성을 가지고 있죠. 만약 음극과 양극 두 전극 사이에 양의 전하를 가진 물 입자(positively-charged water particles)가 바람에 힘에 의해서 이동한다면 전기가 발생합니다. 

 델프트 공대의 에위콘 EWICON (Electrostatic WInd energy CONverter)은 이런 방식으로 전기를 생산하는데 구조를 단순화하기 위해서 얇은 철선위에서 물 입자를 스프레이로 뿌려주는 방식을 택합니다. (동영상 참조) 



(동영상)  


(개념도.  TU Delft)  

 아이디어가 매우 참신한데, 물이 필요하다는 점 때문에 설치할 수 있는 공간에 제약이 생기는 부분도 있어 보입니다. 물론 물이 풍부한 네덜란드에서는 큰 문제가 될 수 없는 디자인이죠. 겨울에는 발전이 가능할지 좀 궁금한 부분도 있지만 여름에는 건물을 식혀주는 역할도 같이 할 수 있을 것 같습니다. 

 델프트 공대의 연구팀은 이 디자인이 다양하게 건물과 융합될 수 있다고 생각하고 있습니다. 즉 도심지역에도 대형 풍력 발전기를 건설할 수 있다는 것이죠. 심지어는 풍력 발전기 안에서 사람이 살 수도 있다고 설명하고 있습니다. 물론 바다나 산에 건설되지 못할 이유도 없죠. 

 참신한 아이디어이긴 한데, 과연 실제로 효과적인 모델로 드러날지는 좀 기다려봐야 알 수 있습니다. 날개 없는 선풍기와 반대인 아이디어인 셈인데, (날개없이 바람을 만드는 대신 날개 없이 전기를 생산) 과연 실제 생산으로 이어질 수 있을 지 궁금하네요.


 참고 




   

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