Fig. 4 Sort of Wave Energy Converter
Fig. 4 The existing state of a WEC development
Fig. 5 The existing state of a Rotating Body Type WEC development
월파형(Wave Overtopping) 또는 월류형 파력발전은 파랑의 진행방향 전변에
Table 2 Comparison of wave power generation methods
Table 3은 해외에서 개발되고 있는 주요 파력발전장치의 종류와 관련기업 그 Table 3 Major overseas WEC and related businesses
유럽연합은 1990년대부터 EU 차원의 대체에너지 개발사업인 Joule Project를 지속적으로 추진하여 다양한 파랑에너지 변환장치(WEC : Wave Energy Converter)에 대한 연구를 지속적으로 수행하고 있다. 이의 일환으로 스코틀랜 드의 ‘오션 파워 딜리버리(Ocean Power Delivery)사’는 1998년부터 원통형 부유체를 연결해 1,000가구가 사용할 수 있는 전기를 만드는 Pelamis라는 가동 물체형 파력발전장치 개발을 시작하여 2004년에 실해역에 설치하였다. 바다뱀 의 이름을 딴 Pelamis는 실린더들을 힌지로 연결한 형태의 반잠수식 부유 장치 로, 파랑에 의해 야기되는 힌지의 운동을 유압펌프로 연결하여 수압모터를 구 동시켜 전기를 얻는 파력발전장치이다. 단위 구조물은 길이 120m, 직경 3.5m의 크기에 750kW의 출력을 갖는다. Pelamis는 단지 형태를 이루어 대규모의 파력 발전이 가능한 이점이 있으며, 2.25MW급 발전 장치가 2008년 포르투갈 해안에 설치되어 세계 최초로 상용화에 성공했다. 현재 Pelamis 파력발전장치는 제1세 대의 장치에 대한 결함을 보완한 제2세대 장치로 개량되어 750kW P2 Pelamis 로 명명하고 있다. 1세대 Pelamis는 E.ON사가 구입하여 2010년 10월 계통에 성 공적으로 연계되었으며, 현재 테스트 프로그램 단계를 수행하고 있다. 또한 상 업화를 위해 E.ON과 ScottishPower사는 힘을 합쳐 Orkney해변 근처에서 100MW Pelamis 프로젝트를 수행하고 있다.
Fig. 6 Pelamis system(1st generation type)
Pelamis와 같은 부유식 가동물체형 파력발전 장치는 파의 상하운동 또는 회 전운동을 기계의 운동으로 변환하고 이로부터 에너지를 흡수하는 방식을 취한 다. 이는 파의 운동을 공기의 흐름으로 변환하는 고정식 진동 수주형(Oscillating Water Column : OWC)형 파력발전장치나 또는 파의 운동에너지를 물의 낙차로 변환하는 월파형 파력발전장치와는 다르게 직접 변환방식을 취하기 때문에 상 대적으로 효율이 높은 장점이 있다. 반면 파랑하중을 구조물이 그대로 견디게 되므로 구조물의 손상이 발생하기 쉽다. 특히 고정식 파력발전장치는 설치장소 가 수심이 얕은 근해로 한정될 수밖에 없으며, 보다 큰 환경하중에 노출된다.
이러한 단점들을 보완하는 목적으로 최근에는 부유식 가동물체형 파력발전 장 치에 대한 관심이 많이 증대되고 있다. 부유식 파력발전 장치는 입사파와의 상 대 운동이 발생하기 때문에 고정식에 비해 파랑하중을 줄일 수 있지만, 목표로 하는 파주기에서 발전 효율이 크게 저하되지 않도록 형상인자들을 결정할 필요 가 있다(Li et al., 2012). 그러므로 고효율 발전기를 설계하기 위해서는 가동물 체형 파력발전 장치의 파랑 중 운동에 대한 정확한 측정이 선행되어야 한다.