(The main components of the Ocean Battery system: the flexible bladder (top left), the concrete reservoirs (bottom left) and the machinery units (yellow, center) containing pumps and turbines. Credit: Ocean Grazer)
(A diagram of the Ocean Battery system. When charged (left), the bladder is full of water and the concrete reservoir is empty. When the battery is discharged (right), the bladder is empty and the reservoir full. Credit: Ocean Grazer)
깊은 바다는 그 자체로 상당한 양의 에너지를 저장할 수 있습니다. 예를 들어 풍선을 물속 깊이 내려보내면 부력에 의해 상당한 양의 에너지를 저장할 수 있습니다. 이런 부력/수압 에너지 저장 시스템은 아직 상용화된 적은 없지만 장기간 저렴하게 에너지를 저장할 수 있다는 이론적 장점 때문에 여러 곳에서 시도되고 있습니다.
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그런데 네덜란드의 스타트업인 오션 그레이저 (Ocean Grazer)는 풍선 대신 더 간단한 해결책을 제시했습니다. 풍선의 경우 아래 위로 움직이는 과정에서 문제가 생길 가능성이 큽니다. 특히 하나가 아니라 여러 개를 계속 내렸다 올릴 경우 생기는 기계적 부담과 오류 가능성, 해양 생물과의 충돌 가능성 같은 다른 문제가 있지만, 아예 풍선을 바다 아래 고정한다면 이런 문제를 극복할 수 있습니다.
오션 그레이저의 부레 (bladder, 방광이라는 뜻도 있지만, 여기서는 물고기의 부레와 유사하다고 보는 게 맞을 듯) 시스템은 2000만 리터의 물을 저장할 수 있는 해저 콘크리트 저장고와 바다 밑 바닥에 있는 팽창식 풍선 (부레) 시스템, 그리고 펌프로 구성되어 있습니다.
에너지를 저장할 때는 펌프를 이용해 풍선에 공기 대신 물을 채워 에너지를 저장합니다. 대신 해저 콘크리트 저장소는 공기로 채워집니다. 반대로 에너지를 방출할 때는 풍선에 있던 물이 펌프를 돌려 전기를 생산합니다. 이때 물은 강한 수압에 의해 압력이 매우 강한 상태이기 때문에 적은 수량으로도 많은 에너지를 낼 수 있는 구조입니다. 콘크리트 저장소의 공기는 이때 높은 수압에 의해 압축됩니다.
(Ocean Grazer - Ocean Battery – Utility-scale offshore energy storage)
이 방법은 움직이는 부분이 없어 관리가 편리하고 설치 장소에 제약을 받지 않는다는 장점이 있습니다. 물론 이 기술이 성공하기 위해서는 부레가 높은 압력에도 장시간 버틸 수 있고 팽창과 수축 사이클에도 영향을 받지 않아야 합니다. 풍선처럼 엄청나게 커지는 대신 물고기 부레처럼 다소 커졌다가 줄어드는 만큼 좀 더 기술적으로 쉽긴 하지만, 압력이 높아질수록 손상의 가능성은 커질 것입니다.
연구팀이 이 방법을 유닛 당 10MWh의 에너지를 20년 간 저장할 수 있다고 보고 있습니다. 에너지 효율은 70-80% 정도로 리튬 이온 배터리보다 낮지만, 대신 크기를 키울수록 비용은 빠르게 감소할 수 있을 것으로 예상됩니다. 아이디어는 그럴 듯 한데, 실제로 그럴 듯한 결과물을 보여줄 수 있을지 주목됩니다.
참고
https://newatlas.com/energy/ocean-battery-renewable-energy-storage/
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