[이탈리아] 파도에서 전기를 생산하는 저비용 기술 개발


이탈리아 투린 폴리테크닉 대학교(Polytechnic of Turin)와 공동으로, 국립 신에너지기술 연구소(ENEA, National Agency for New Energy Technologies)는 펜덜럼 파도 에너지 컨버터(PEWEC, Pendulum Wave Energy Converter)라고 불리는 파도에서 에너지를 생산하는 저비용의 스마트 기술 개발에 성공했다.

이 시스템은 중간 정도의 파도 파괴력, 작은 크기 그리고 잦은 주기로 특징지워지는 이탈리아 해변의 파도에 최적으로 적용되도록 연구되었다. 이 시스템은 파도에 의해 만들어지는 선체의 요동(hull oscillation)에 의존하여 해변에 위치하게 되는 바다에 떠있는 뗏목과 닮은 장치이다.

"펜덜럼 파도 에너지 컨버터(PEWEC)는 개방된 바다에 위치한 떠다니는 뗏목과 비슷한 시스템으로, 진동하는 진자를 가진 달걀껍질과 비슷한 선체이다. 선체와 진자 간의 상대적인 움직임은 전기를 생산하는데, 그 이유는 진자가 파워 제너레이터에 고정되어 있기 때문이다. 이 장치는 우리가 바다로부터 청정하고 재생가능한 저비용의 에너지를 생산할 수 있도록 한다. 비싸고 오염이 많이 되는 디젤 발전소에서 전력을 공급받는 이탈리아의 섬들은 이 신기술을 적용하기에 좋은 곳이다. 이탈리아는 8,000km 정도가 해안가이기 때문에, 파도로부터 에너지를 확보하기에 유리하다. 실제로, 이 장치가 10개만 있어도 30,000개의 주택에 전기 공급이 가능하다.

국가 재생에너지 액션플랜(National Action Plan for Renewable Energy)은 2020년까지 3MW 규모의 출력을 가진 이러한 장치를 많이 설치할 계획이다. 이탈리아의 파도 에너지 이용가능성은 북해 동부 해안의 그것과 비슷한데, 그 이유는 사르데나 북서부 지역의 평균적인 연안 파도에너지 출력이 13kW/m이며 시실리 북서부 지역은 10kW/m 정도이기 때문"이라고 이탈리아 국립 신에너지기술 연구소(ENEA) 기후 모델링 및 영향 연구실 책임자인 지아마리아 산니노(Gianmaria Sannino)씨는 말했다.

해양 파도로부터의 에너지 생산은 경제성장의 증진, 안전과 에너지 공급의 향상, 그리고 무엇보다 기술혁신을 통한 경쟁력 강화의 귀중한 기회가 될 것이다.

또한, 이 기술은 풍력에너지와 태양광 발전에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있다. 즉, 환경과 미관에 미치는 영향의 최소화 그리고 에너지 소비량이 최대일 경우인 겨울에 파도에너지 생산가능성이 더 높기 때문이다. 또한, 이 시스템은 해변에 다가오는 파도의 힘을 무력화시켜 해변의 파괴를 감소시켜, 해당지역의 동식물의 생태를 보존한다.

이탈리아 국립 신에너지기술 연구소(ENEA)는 바다의 에너지 생산을 위한 최상의 특징을 표현하는 지역에 대한 지도인 지중해 파도에너지 지도(The Mediterranean Wave Energy Atlas)를 제작했는데, 이 지도는 파도에너지 평가를 위한 모든 유용한 데이터와 조류의 속도, 파도의 높이 그리고 조수의 밀도 등을 포함한 유익한 기술적용을 위한 구별법 등을 포함하고 있다.

또한, 이탈리아 국립 신에너지기술 연구소(ENEA)는 몇 백 미터의 정확성으로 전력 그리드에 공급할 수 있는 에너지의 양을 평가할 수 있으며 5일까지 바다의 상태를 예측할 수 있는 운영시스템을 개발한 바 있다.

유럽연합 차원에서, 이탈리아 국립 신에너지기술 연구소(ENEA)는 유럽연합 에너지 연구 연합(EERA, European Energy Research Alliance)이 제안한 [제이피 마린 재생에너지](JP Marine Renewable Energy) 프로그램 즉, 바다로부터 에너지를 생산하는 조인트 연구 프로그램에 참여하고 있다.

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 8월 25일]

 

Italy's National Agency for New Energy Technologies (ENEA) in collaboration with the Polytechnic of Turin has developed a low-cost, smart technology for extracting energy from sea waves called PEWEC (Pendulum Wave Energy Converter).

It has been studied specifically for the Italian coast waves, characterized by mild intensity, small size and high-frequency. It's a floating, raft-resembling device, to be positioned offshore, relying on the hull oscillation induced by waves.

"PEWEC is a system similar to a floating raft that is placed in the open sea, it is a hull, like an eggshell with a pendulum that oscillates. The relative motion between the hull and pendulum generates electricity because the pendulum is tied to a power generator. The device allows us to harvest clean, renewable, low-cost energy from the sea. The Italian islands, powered by expensive and polluting diesel plants, are the ideal candidate for this new technology." said Gianmaria Sannino, Head of the ENEA Climate Modelling and Impacts Laboratory. "Italy could advantageously harness energy from waves, thanks to its 8.000 km of coasts; in fact just ten of these devices could produce enough electricity to power 30.000 households.

The National Action Plan for Renewable Energy envisages the installation of a number of such devices with an energy output of 3 MW by 2020. The Italian wave energy potential is comparable to that of the east coast of the North Sea, since the average offshore wave power of the north-west of Sardinia is 13 kW/m and that of the north-west of Sicily is 10 kW/m."

Energy production from sea waves is a valid opportunity for promoting economic growth, improving safety of energy supply and, most of all, boosting competitiveness through technology innovation.

This technology also has several advantages compared to wind and photovoltaic energy: a low environmental and visual impact, a lower daily variability and a favorable season variation, since wave energy potential is higher in winter, when energy consumption is at its maximum. This device also reduces coastal erosion by depowering the force of the waves crashing against the coast, reducing impacts flora and fauna.

ENEA has drawn up the "The Mediterranean Wave Energy Atlas", a map of the areas presenting the best characteristics for sea energy production, containing all the useful data for the estimation of wave energy and the identification of the more apt technologies, specifically: speed of currents, height of waves, intensity of tides.

ENEA has also developed an operating system for sea state prediction up to five days, able to estimate the quantity of energy to feed into the electrical grid to an accuracy of a few hundred meters.

At European level ENEA is participating in the joint research program on the energy from the sea "JP Marine Renewable Energy" proposed by the European Energy Research Alliance. (EERA)

 

[원문출처 : http://www.energyharvestingjournal.com/articles/8286/low-cost-technology-to-produce-electricity-from-sea-waves]