A. 파도의 유체운동 에너지를 기계적 운동에너지로 전환 후 전기 발전
파도와 같은 유체는 분자 간 결집력이 매우 약하여, 저항체를 만나면 사방으로 흩어진다.
이와 같은 유체 분산은 에너지를 변환 & 흡수를 매우 어렵게 만든다.
본사의 파력발전 시스템은 해안으로 밀려오는 “너울성 파도” 를 “한 면만 개방된 박스 구조” 에 가두어
파도가 가진
운동 에너지를 흡수한 뒤, 기계적 직접구동 방법으로 발전기에 직결로 연결 하여 전력을 생산하는 시스템.
※ 박스에 갇힌 “파도의 유체 운동 에너지” 특성
“ 유체인 파도는 “박스” 에 갇히면 마치 “얼음” 과 같은 “고체” 처럼 행동한다. ”
박스 안에 갇힌 파도는 사방으로 흩어질 수 없기 때문에 박스 내부에 고압의 압력을 발생시켜,
박스를 파도의 전진 방향으로 강하게 밀게 되며 이때 발생하는 에너지를 이용하여 전력을 생산한다.
※ 기존 파력발전이 경제성 문제를 넘지 못하고 상용화에 실패한 원인?
1. 진동주수식 파력 : 파도로 발생한 공기압을 2차 풍력방식으로 전환하여 에너지 효율이 매우 낮기 때문에 상용화에 실패.
2. 부유식 파력 : “부력체 중량” 문제로 인하여 부유체의 크기가 일정 크기 이상부터는 너무 무거워져서 발전이 불가능. ( 대부분 50Kw를 넘지 못한다 ) 또한 파도의 상.하 움직임을 이용하는 것으로 해안으로 밀려오는 “너울성 파도” 에 비해 발생 빈도 와 에너지가 매우 낮다.
B. EXCUBE 수평파력 발전기 설치장소
설치 장소는 해안가에서 50미터 이내, 수심은 3 ~ 4미터 지역
해안으로 밀려오는 파도는 수심 3m ~ 4m 의 육지에 도달할 때 “너울성 파도”로 전환 되면서
에너지 밀도가 급격히 높아지기 때문에 이를 이용하는 것이 가장 발전 효율이 높다.
* 국내 입지- “동해안” 해안선 약 500Km 중 약 50% 지역 해안가에 설치가 가능하다.
( 한국 동해 해안가에서만 5~10메가와트급 파력 발전기 약1만대 가량을 설치 할 수 있을 것으로 예상하며, 약 50기가
정도의 발전 잠재량을 가진다.
이것은 국내에서 필요로 하는 그린 에너지의 약 70%를 감당할 수 있는 규모이다 )
* 해외 입지- 미국, 일본, 호주, 서유럽, 동남아시아, 등은 국내 보다 매우 좋은 파력 입지를 가지고 있다.
C. “부유식 해상 풍력” 과 “수평 파력 발전기” 설치비용, 발전원가, 환경문제
※ 비교대상 : 8메가와트 급 “부유식 해상 풍력 발전기” 의 경우 480억원 ( 메가와트 당 60억원 / 2022년 기준 )
1. 발전기 설치 비용 : “수평 파력 발전기”는 구조가 매우 단순하며,
동일 용량 발전기 설치 시 “부유식 해상풍력” 대비 설치비용이 약 1/3 로 매우 저렴하다
( 수평 파력발전가 저렴한 이유? :
고가의 블레이드 와 타워제작 비용, 부유체 제작비용,
발전기 해상 설치비용,
장거리 해저면 전력 송전 케이블 매설 비용, 등이 전혀 들지 않기 때문 )
2. 전력 생산비용 : 1kw /당 전력 생산 비용은 부유식 풍력의 약 1/5 가량
이것은 육상풍력 23%, 해상풍력 35 ~ 38% 정도의 가동율 을 가지는 반면,
수평 파력의 경우 파도가 발생.
유지되는 시간이 훨씬 긴 40~50% 로 예상 하고 있어 전력 생산 비용이 더 낮다.
3. 환경문제 : 사용 후 2차 폐기물 처리 문제 설치 후 20년 뒤,
풍력발전은 사용 수명이 지나면?
100m길이 블레이드 가 연간 ( 전 세계적으로 )
약 20만개 이상이 발생하므로 폐기물 처리로 인한 2차 환경 문제가 발생 한다.
( 현재는 매립만이 유일한 방법 )
그러나 파력 발전기는 5% 의 알미늄 과 95%의 철강재만 사용 하므로 사용수명 후 모든 부품은 100% 재생이 가능하다.
D. 기타 EXCUBE 수평 파력발전기 의 장점
1. 해안가 에 설치하므로 장거리 송전에 따른 송전 전력손실 ( 15% )
과 수 조원의 해저 송전 케이블 매설비용이 안 든다.
2. 일간 발전 지속시간이 풍력 대비 2배 이상 길며, 전력 안정성 과,
에너지 밀도가 높아 전력 생산량이 높다.
3. 태풍 발생 시, 신속히 ( 10초 이내 ) 박스를 상승시켜 발전을 중단하거나,
필요시 육지로 발전기 전체를 육지로 이동이
가능하며, 설치. 유지 & 관리 비용이 낮다.
4. 구조가 간단하여, 발전기 가격이 낮고, 대규모 발전단지 구성 시, 소요 시간이 짧으며, 인허가에 유리 하다
( 설치 장소가 대부분 비 어업지역인 해안가 국유지 공유수면 )
5. 수평 파력 발전기는 작동 시, 회전소음. 기계적 소음이 없으며, 설치높이가 10m 이내 로 낮아 시각적 거부감이 없다.
6. 해상풍력의 경우 발전단지 완성까지 약 7년의 시간이 필요하지만, 수평 파력의 경우 2년 이내에 가능하다.
현재 추진이 매우 늦어지고 있는 해상 풍력을 대규모로 대체 할 수 있는 유일한 발전 방식이다.