우리나라도 76㎿가 신규 설치돼 483㎿의 누적발전용량을 기록하고 있다. 이 같은 풍력의 보급속도를 높이려면 효율성과 경제성을 더욱 강화해야 한다.
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스마트 풍력 터빈
풍력이 가진 불규칙성을 줄인다면 안정적 에너지원으로 경쟁력을 갖출 수 있다. 이에 GE의 최신 2.5㎿급 풍력터빈(직경 120m)에는 배터리를 내장할 수 있는 옵션이 별도로 제공된다. 단기간이지만 이 배터리에 잉여전력을 저장, 필요할 때 활용할 수 있다.
특히 이 풍력발전기는 GE가 운용하는 전용 인터넷에 연결된다. 특수 알고리즘이 각 지역에서 운용되는 풍력발전기 및 발전소, 엔지니어, 발전기 운영자들이 업로드한 초당 15만개의 데이터 포인트를 분석해 지역별 풍량과 풍향을 예상한다. 이를 바탕으로 각 풍력발전기는 최적의 효용성을 발휘할 수 있도록 제어된다. 돌풍이 불 때 블레이드의 각도를 조절해 전력 생산량은 극대화하고, 피해는 최소화하는 식이다. www.ge-energy.com/wind
바람 메이커
인공 폭풍 발전기
솔라 윈드 에너지의 풍력타워는 기발함을 넘어 황당하기까지 하다. 속이 비어 있는 685m 높이의 콘크리트 타워를 사막에 건설한 뒤 타워 내부에 인공 폭풍을 만들어 터빈을 돌리겠다는 발상이다. 타워 상층부로부터 뜨거운 공기가 유입될 때 습기를 불어넣으면 인위적인 기압 차이가 발생, 600m 지점에서 타워 아래로 몰아치는 인공 폭풍이 형성된다는 것.
이렇게 풍력타워 1기로 최대 1.25GW의 전력을 생산할 수 있다고 한다. 현재는 이의 60% 정도 능력을 발휘할 수 있도록 설계돼 있지만 이것만으로도 웬만한 원자력발전소 몇 기의 발전량과 맞먹는다.
첫 번째 풍력타워가 2015년 미국 애리조나주 사막에 건설되는데 약 9억 달러가 투입될 예정이다. 너무 비싼가? 조지아주 보그틀에 지어질 신규 원전의 건설비는 140억 달러다. solarwindsenergy.com
사이즈 업
슈퍼 자이언트 블레이드
풍력발전기는 로터가 클수록 발전량도 많다. 풍속이 느린 곳에서 특히 그렇다. 하지만 로터 블레이드가 완제품으로 배송되는 탓에 도로여건이 허락하지 않으면 초대형 제품의 설치가 불가하다.
이 점에 주목한 블레이드 다이내믹스는 여러 조각으로 나눠 운송한 뒤 현장에서 조립·설치하는 49m 길이의 탄소섬유 블레이드를 개발했다.
이 회사는 해상 풍력발전용으로 설계 중인 90m, 100m짜리 블레이드에도 이 기술을 적용할 계획이다. 이를 채용하면 현존 최대 풍력발전기의 두 배에 달하는 10~12㎿급 발전용량 확보가 가능하다. bladedynamics.com
[ENERGY POLITICS] 미국 에너지 정책의 위기
지난 40년 이상 MIT는 핵융합 연구의 선봉에 섰다. 이는 토카막 기술의 우위가 크게 작용했다. 최신 토카막인 '알케이터 C-모드(Alcator C-Mod)'의 경우 100여명의 연구진과 30명의 박사과정 학생, 그리고 이 장비를 거쳐 간 핵융합 물리학자들의 생계수단이기도 하다.
그러나 현재 C-모드는 작동 중단의 위기에 처해있다. 워싱턴의 핵융합 반대론자들이 연방예산을 1조 달러 이상 감축시킨 탓이다. 또한 대통령의 2014년 예산 삭감안에는 미국 내 핵융합 연구 예산이 당초 제안한 것보다 많은 폭으로 감축돼 있다. MIT의 입장에서 70%의 예산이 사라질 판이다. MIT 플라즈마 과학·핵융합센터의 미클로쉬 포콜라브 소장은 이 때문에 C-모드는 물론 프로젝트 전체가 해체될지도 모른다고 말한다.
"우리는 핵융합 연구의 리더 자리를 스스로 포기하고 있어요. 세계 최고의 프로그램을 가지고도 우리 손으로 폐기하고 있는 거죠."
위기에 처한 신재생에너지 프로젝트는 또 있다. 미국 경쟁법에 의거해 매년 수십 개의 태양에너지, 풍력, 에너지 저장 프로젝트를 지원하던 미 에너지부(DOE) 산하 에너지고등연구계획국(ARPA-E)이 재승인을 기다리고 있는 것.
이렇게 미국이 헤매는 동안 중국, 독일, 한국, 일본 등은 핵융합에 막대한 투자를 단행하고 있다. 특히 프랑스의 국제열핵융합실험로(ITER)가 계획대로 2020년 플라즈마 발생에 성공하면 세계 최대 핵융합로에 등극한다.
"ITER에는 미국도 20억 달러를 투자했지만 자칫 제대로 이용하지 못할 수도 있어요.
지금대로라면 그때쯤 미국에는 충분한 핵융합 연구자가 남아있지 않을지도 모르니까요."
토카막 (tokamak) 초전도 자석으로 자기장을 생성해 플라즈마가 안정적 상태를 유지할 수 있도록 제어하는 도넛 모양의 진공용기.