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다음 단계로 넘어가는 공중 풍력 발전



 이전에 풍선에 장착하는 형태의 독특한 공중 풍력 발전기인 BAT (Buoyant Airborne Turbine)에 대해서 소개를 드린 바 있었습니다. ( http://jjy0501.blogspot.kr/2014/03/Airborne-wind-power-generator.html  참조) 이 BAT이 미국 국립 과학 재단 (National Science Foundation, NSF)으로 부터 700만 달러의 Series A 펀딩을 받아 상용화를 위한 개발을 진행하게 되었다는 소식입니다.


(알래스카에서 테스트를 준비 중인 BAT. Most wind turbine manufacturers are competing to build taller turbines to harness more powerful winds above 500 feet, or 150 meters. Altaeros is going much higher with their novel Buoyant Airborne Turbine: the BAT. The Altaeros BAT can reach 2,000 feet, or 600 meters. Credit: Altaeros Energies )



(공중에 띄운 BAT The key enabling technologies include a novel aerodynamic design, custom-made composite materials, and an innovative control system. The helium-inflatable shell channels wind through a lightweight wind turbine, self-stabilizes, and produces aerodynamic lift, in addition to buoyancy. Multiple high strength tethers hold the BAT in place and a single conductive tether transmits power to a mobile ground station. Credit: Altaeros Energies )



(동영상)


 공중 풍력 발전의 아이디어는 바람이 높은 고도로 올라갈 수록 더 강하고 지속적으로 유지된다는 아이디어에 기초하고 있습니다. 지금까지 연(kite) 형태나 풍선 형태등 다양한 아이디어가 등장했는데, 2010년 MIT 에서 설립된 알테어로스 에너지스(Altaeros Energies)는 튜브 형태의 헬륨 풍선 안쪽에 터빈을 설치하는 독특한 아이디어를 들고 나왔습니다.
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 대략 지름 15m의 이 공중 풍력 터빈은 지상에 설치된 풍력 발전기보다 몇 배나 더 많은 에너지를 지속적으로 생산할 수 있는데, 장애물이 없는 공중이기 때문에 지상에 설치된 풍력 발전기보다 훨씬 작은 변동성으로 지속적으로 에너지를 생산할 수 있다는 장점이 있습니다. 대략 150미터에서 600미터 사이에 설치되는데 이 고도에서는 어쨌든 계속해서 바람이 분다는 게 큰 장점이라고 할 수 있죠.
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 이전에 설명드렸듯이 이 풍력 발전기의 프로토타입은 알래스카 페어뱅크스 (Fairbanks) 남쪽에서 18개월간의 테스트를 진행 중에 있습니다. 미 국립 과학 재단은 여기에 투자를 결정했는데, 고립된 오지에 있는 사람들에게 비용 효과적으로 친환경 에너지를 공급할 수 있다는 판단 때문입니다.
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 미국의 알래스카를 비롯해서 인구 밀도가 희박한 지역에서는 전기료가 매우 비싼 편입니다. 대략 kWh 당 30 센트 이상의 요금을 지불해야 하는데, 그럼에도 불구하고 사실 전력 당국에는 남는 장사가 아닙니다. 왜냐하면 저 멀리 오지까지 전력선을 건설하는 게 비용이나 에너지 면에서 모두 만만치 않기 때문입니다. 그래서 미국에는 전력망이 닿지 않는 지역(off-grid)들이 존재합니다.
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 이런 장소에 건설된 집이나 별장, 혹은 기타 공공 시설물(산림 감시, 밀렵 감시, 혹은 연구 목적이나 군사 기지)은 대부분 디젤 발전기를 가지고 있습니다. 하지만 비용 문제를 비롯해서 계속해서 연료를 공급해줘야하니 역시 문제가 적지 않습니다. 따라서 더 친환경적이면서 비용 효과적인 대안을 고민할 수 밖에 없는데, 알래스카처럼 북극에 가까운 지역에서는 태양광/태양열 발전은 별로 효과적인 방법이라고 할 수 없습니다.
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 이런 틈새 시장을 노리고 등장한 것이 바로 공중 풍력 발전기인 BAT 입니다. 일단 공중에 설치하는 만큼 토지 보상 문제가 없고, 바람이 안정적으로 지속적으로 불기 때문에 정전의 위험도 적은 편입니다. 물론 단점도 있습니다. 공중에 띄우는 만큼 야생 조류나 혹은 경비행기 등과의 충돌 가능성을 배제할 수 없습니다. 또 폭풍이나 극심한 온도 변화 등에도 잘 버틸 수 있는 내구성을 지녀야 합니다. 이런 모든 문제를 개선하기 위해서 현재도 테스트는 진행 중에 있습니다.
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 BAT 는 강한 바람을 받아 크기에 비해서 많은 전력을 생산하기 때문에 한 두 가구가 필요한 전력이 아니라 작은 마일이나 수십 가구의 집이 필요한 전력을 충당할 수 있습니다. 그런데 이 발전기에 대해서 관심을 가지고 있는 것은 낙오지에 사는 주민들만이 아닙니다. 이동하면서 발전이 가능한 만큼 군에서도 관심을 보이고 있다고 합니다.    

 이와 같은 가능성에도 불구하고 과연 안전하고 신뢰성 있는 공중 풍력 발전이 가능할지는 좀 더 테스트 결과를 기다려봐야 알 수 있을 것입니다. 아이디어는 좋아 보이지만 실제로도 유용할지는 좀 더 테스트를 해봐야겠죠.
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