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파도 너머: 진동수주(OWC)가 미래 에너지를 혁신할 수 있는 이유
재생 에너지에 대한 세계적 수요가 증가함에 따라 진동수주(OWC) 기술은 새로운 유형의 파동 에너지 변환 장치로서 점차 그 잠재력을 보여주고 있습니다. 이 장치는 바다 파도에 의해 발생하는 장치 내부의 해수의 진동을 이용해 에너지를 생성합니다. OWC는 다른 에너지 시스템에 비해 환경에 미치는 영향이 상대적으로 작기 때문에 점점 더 많은 회사가 더욱 효율적인 OWC 모델을 개발하고 있습니다.
진동하는 물기둥 장치는 바닥에 바다와 연결된 개구부가 있는 반잠수형 챔버 또는 중공 구조로 구성됩니다. 챔버 위에 공기 주머니가 유지됩니다. 파도가 밀면 물기둥이 피스톤처럼 위아래로 움직입니다. , 챔버로 공기를 강제로 보냅니다. 실내와 실외 흐름.
이러한 지속적인 움직임으로 인해 공기는 양방향 고속 기류로 흐르게 되고, 이는 전력 변환 시스템(PTO)을 통해 에너지로 변환됩니다. OWC의 PTO 시스템은 공기 흐름의 양방향 이동 중에 지속적으로 전기를 생성할 수 있다는 점은 주목할 만합니다. 이 기능은 OWC에 상당한 발전 안정성을 제공합니다.
디자인
기본 OWC 구성 요소
전력 전달 시스템(PTO)
PTO 시스템은 OWC 기계의 두 번째 주요 구성 요소입니다. 주요 기능은 공기 에너지를 원하는 에너지 형태(소리나 전기 등)로 변환하는 것입니다. PTO 시스템의 설계는 진동하는 수주의 효율성에 중요한 요소이며, 챔버 내부와 외부의 공기 흐름을 모두 에너지로 전환할 수 있어야 합니다.
웰스 터빈
웰스 터빈은 1970년대 후반 벨파스트 퀸스 대학교의 앨런 아서 웰스 교수가 설계했습니다. 대칭형 에어포일을 사용하는 양방향 터빈입니다. 터빈은 바다와 직접 접촉하지 않도록 설계되었지만, 에어포일의 높은 공격 각도로 인해 항력이 증가하기 때문에 높은 공기 속도에서는 효율성이 떨어집니다.
하나 터빈
하나 터빈은 환경 운동가 존 클라크 하나가 2009년에 웰스 터빈 설계를 개선하여 발명했습니다. Hanna 터빈은 두 개의 등받이 비대칭 에어포일을 사용합니다. 이 설계는 항력을 줄일 뿐만 아니라 리프트 계수를 증가시켜 터빈이 멈출 가능성을 줄이고 토크를 향상시킵니다.
역사
진동 수주 기술이 가장 먼저 적용된 것은 소리 발생 부표였는데, 이는 챔버에서 생성된 공기 압력을 이용해 PTO 시스템을 구동하여 소리를 생성하는 방식이었습니다. 1885년에 사이언티픽 아메리칸은 미국 해안을 따라 34개의 측심부표가 작동한다고 보고했습니다.
1947년, 일본 해군 사령관 요시오 마스다(Yoshio Masuda)는 전기를 생산할 수 있는 OWC 항해 부표를 설계하면서 OWC 기술이 전기 에너지를 생산하는 방향으로 전환되는 계기를 마련했습니다.
대형 OWC 발전소 프로젝트
LIMPET, Isle of Islay, 스코틀랜드
이 발전소는 2001년에 문을 열었으며, 500kW의 전기를 생산할 수 있는 직경 2.6m의 웰스 터빈을 보유하고 있습니다.
무트리쿠, 바스크 지방
이 발전소는 2011년에 문을 열었으며, 적절한 조건에서 약 300kW의 전기를 생산할 수 있는 16개의 웰스 터빈을 갖추고 있습니다.
해양 에너지 부표
이 프로젝트는 OceanEnergy에서 개발하고 있으며, 실물 크기의 부표는 약 500MW의 출력을 낼 것으로 예상됩니다.
마르모크-A-5
Oceantec과 IDOM이 개발한 OWC 부표는 바스크 지방의 비스케이 해상 에너지 플랫폼에서 테스트되었습니다.
환경적 영향
진동 수주 기술은 물 속에서 움직이는 부품이 없어 해양 생물에 대한 위험을 줄여 환경에 미치는 영향이 비교적 제한적입니다. 하지만 현재 가장 큰 문제 중 하나는 이들이 일으킬 수 있는 소음 공해입니다.
일부 전문가들은 OWC 장치를 해안에서 멀리 떨어진 곳에 배치하면 이러한 부정적인 영향을 줄일 수 있으며, 그렇게 하면 장치의 성능도 향상될 수 있다고 제안합니다.
진동수주 기술은 미래 에너지에 대한 중요한 솔루션이 될 수 있음을 보여준 듯하지만, 실제로 광범위하게 사용될 수 있는지는 앞으로 검증되어야 합니다.
