[영국] 조류와 파도를 이용한 에너지
조수 및 파도 기술의 시대가 드디어 도래했으며, 영국의 연구진이 이 소중한 재생 에너지 자원 개발에 앞장서고 있다.
산업체가 이를 대규모로 상업화시키기 위한 행보를 하는 동안, 뱅거 대학(Bangor University) 해양 과학 연구진은 이 에너지 발생 장비의 운영 효율성을 극대화하기 위해 노력하고 있다.
조력 장비는 특정한 환경 범위 내에서, 최적량의 전력을 생성하기 위해 고안되었다.
뱅거 대학의 과학자들은 SEACAMS 프로그램을 통해서, 최첨단 전문 지식과 설비를 기업들에게 제공하고 있다.
SEACAMS 프로젝트는 웨일스 유럽 자금 조달 사무소와 웨일스 정부로부터 일부 자금을 지원받고 있다.
연구진의 컴퓨터 모델은 최적의 바다 상태를 식별하는 데 도움이 되는 물기둥이나 조수의 흐름, 조력 장비로의 접근성, 그리고 상업적 규모의 터빈과 프로토타입의 동작 시험 등을 통해서, 조류 및 파도 높이, 그리고 기타 중요한 측정들을 정확히 예측하고 있다.
“초기 연구에서는 이 장비가 다양한 지역의 바다의 상태에 따라 어떻게 작동하는지를 보여주고 있다”고 뱅거대학 해양 과학부 SEACAMS 프로젝트 연구원인 Reza Hashemi 박사가 말했다.
지멘스사가 소유한 해양 흐름 터빈(Marine Current Turbines, MCT)은 대규모 조류 에너지 생산 기술을 개발하고 있으며, 최초의 해양 에너지 변환기를 영국에 전달했다.
이 SeaGen 조수 에너지 변환기는 앵글시 북서 해안 지역에 있는 섬들에서 사용되고 있다. 이 장비는 10MW 설비 용량을 생성할 것이다.
MCT는 SEACAMS 연구진과 협력하여, 미래 해양 에너지 발전소 개발을 위한 최적의 위치를 연구하고 있다.
“유체역학 모델링은 오랜 기간에 걸쳐 운영되어야 할 장비 주변의 물리적 환경 변화를 좀 더 잘 이해함으로써, 우리의 조력 에너지 변환기의 성능을 최적화할 수 있는 최적의 위치를 신속하게 판별할 수 있는 중요한 방법을 제공한다”고 MCT의 주요 분석가인 Scott Couch 박사가 말했다.
수치 모델은 모델링 전문 지식만큼이나 복잡하고 많은 양의 처리 전력이 필요하다. 이는 종종 상업용 SME의 능력이나 기능을 뛰어넘기도 한다.
SEACAMS 프로그램은 기업체들로 하여금 이러한 자원에 접근할 수 있도록 해준다. “우리가 개발한 3차원 모델은 기둥을 통해서 유속의 변화를 예측하는데, 이는 장비가 배치되는 방식이나 충격 장치가 주변 환경에 영향을 미칠 수 있기 때문”이라고 Reza가 말했다.
“우리 장비가 작동하는 주위 환경을 가능한 이해하는 것이 가장 기본적인 것이다. SEACAMS는 우리 산업 개발을 가속화하는데 필요한 모델링 능력의 단계적 변화를 제공한다”고 Scott가 말했다.
“여기서 중요한 부분은 기술을 개발하는 것으로부터 이를 상업적으로 가능하게 하는 것이며, 결국에는 영국에 귀중한 청정에너지를 제공할 수 있어야 한다.
이러한 에너지가 시장의 신뢰와 투자를 구축하기 위해서는, 개발과 초기 상용성 시험을 통해서 지원받아야 한다.
이 시장에 관련한 대부분이 아직은 소규모, 중소기업이기 때문에, SEACAMS에서 제공하는 학술적 전문 지식과 연구 지원은 이 기술의 신뢰와 경제적 능력을 구축하는 데 도움이 될 것”이라고 재생 에너지 협회의 Stephanie Merry 박사가 말했다.
[원문보기]
Scientists predict sea states for renewable energy
Tidal and wave technology is finally coming of age and the UK leads the world in the development of this vital renewable energy resource.
Bangor University is playing a crucial role in this: as the industry moves towards large-scale commercialisation, experts at the University's School of Ocean Sciences are working to maximise the operational efficiencies of energy-generating devices.
Wave and tidal devices are designed to generate the optimum amount of power within specific environmental ranges.
Bangor scientists are providing state of the art expertise and facilities to companies through the SEACAMS programme, an initiative part funded by the Welsh European Funding Office, part of the Welsh Government.
Their computer models accurately predict tidal currents, wave heights and other important measurements throughout the water column, helping to identify the best sea states, tidal flows and accessibility for wave and tidal devices, and to test the behaviour of prototypes and commercial scale turbines.
"Initial work has shown companies how devices might operate at normal and extreme sea states in different locations," explains Dr. Reza Hashemi, SEACAMS modeller at the School of Ocean Sciences.
Siemens-owned Marine Current Turbines (MCT) is developing large scale tidal current
energy generation technology and is set to deliver the first
tidal energy converters in the UK.
Its SeaGen tidal energy converters are to be used in the Skerries off the North West Coast of Anglesey with consent in place for an array of up to 10MW installed capacity.
MCT has worked with the SEACAMS modelling team to understand the best sites for future development of marine energy farms.
"Hydrodynamic modelling is a valuable way to rapidly identify the best sites to deliver the optimum performance from our tidal
energy converters by understanding more about the changing physical environment they will be operating in over long time periods," reports Dr Scott Couch, MCT Principal Resource Analyst.
Numerical models are complex and require large quantities of processing power, as well as modelling expertise, which is often beyond the capability or affordability of a commercial SME. The SEACAMS programme gives companies funded access to these resources.
"Our developing 3-d models will predict variation in water velocity throughout the column, which will influence the way the devices are positioned, and will also model the impact devices will have on the surrounding environment," reflects Reza.
"It is fundamental that we have the best possible understanding of the environment our devices will be operating in. SEACAMS is providing the step change in the modelling capability required to accelerate the development of our industry," reflects Scott.
"This important sector is moving from being a developing technology to commercial viability and will be able to deliver significant clean energy for the UK.
It's important that these technologies are supported through development and early commercial testing to build market confidence and investment.
Many of the players in this market are small and medium enterprises and the type of research support and academic expertise offered by the SEACAMS programme is very welcome in creating confidence in the technology and its bank-ability," concludes Dr Stephanie Merry, Head of Marine at Renewable Energy Association.
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