세계 최초로 목적을 달성하기 위해 특별히 제작된 조력에너지 라군(lagoon)이 어떻게 설치되어야 하는지에 대한 검토 작업이 사우스 웨일스 지역에서 시작될 예정이다.

영국 기업인 타이들 라군 파워(TLP, Tidal Lagoon Power)사는 250MW 규모의 조력발전소 건설 계획 수립을 위해, 스완지 만의 해저 조건과 물리적인 특성에 대한 4주간의 연구를 진행할 계획이다. 이 조력발전소는 세계 최초의 양방향 조력 라군 제너레이터이기도 하다.

지방에 기반을 둔 타이들 라군 파워(TLP)사는, 이 발전소가 2017년까지 영국 내셔널 그리드(National Grid)에 연결되어 하루에 16시간에 걸쳐 예측 가능한 재생 기초량 에너지를 공급할 것이며, 100년에 걸친 설계 수명 동안 연간 200,000톤의 이산화탄소 배출을 감소시키게 될 것이라고 밝혔다.

"스완지(Swansea) 프로젝트는 영국 해안선 근처에 라군(lagoon) 네트워크 중에 최초가 될 것으로 기대되고 있으며, 장기적으로는 지속 가능한 저비용의 저탄소 전력원으로 우리의 에너지 생활에 근본적인 변화를 이끌 것"이라고 타이들 라군 파워(TLP)사의 기술책임자인 톤 파이젠(Ton Fijen)씨는 발표에서 말했다.

만약 이 시스템이 건설되면, 스완지만(Swansea Bay) 프로젝트는 세계 최초의 목적 중심으로 건설된 조력발전용 라군(lagoon)이 될 것이다. 물론, 세계에는 이와 유사한 다른 프로젝트 계획이 존재하며 기존의 조력발전용 저장소에 기반을 둔 비슷한 시설이 2011년 대한민국 시화호에서 가동을 시작한 바 있다.

조력발전용 라군(lagoon)은 조력발전용 터빈을 구동시키기 위해 조수 흐름을 이용하는 것이 아니라, 제너레이터를 가동시키기 위해 한 단계에서 다른 단계로 흘러가는 중력으로 움직이는 해류의 흐름에 기반을 둔 조수 간만의 차이를 이용한다.

스완지만 발전소는 밀물과 썰물 모두를 이용하여 전력을 생산하는 첫 번째 시설이 될 것이다. 외부 바닷물의 수위가 떨어질 때 그리고 다시 바닷물의 수위가 올라갈 때 바닷물은 라군(lagoon) 밖으로 흘러나간다.

"당신은 바닷물이 특정 방향으로 흘러갈 때 터빈을 효율적으로 가동시킬 수 있으며, 정상적으로는 바닷물이 빠질 때 터빈은 최적화된다. 그렇지만, 다른 방향에서도 효율적으로 운영될 수 있게 하는 방법은 실제로 아직 이루어지지 못했다"고 톤 파이젠(Ton Fijen)씨는 더 엔지니어(The Engineer)에게 밝혔다.

 "우리는 터빈 프로펠러의 각도를 변화시켜 바닷물이 한 방향으로 이동할 때 하나의 각도를 유지하도록 하고, 다른 방향으로 이동할 때에는 터빈 날개의 각도를 변화시켜 그렇게 충분하게 효율적이지는 못하지만, 상대적으로 효율적으로 가동될 수 있도록 한다"고 그는 덧붙였다.

이 기술 개발은 모래 심벽 방조제(sand core seawall)와 콘크리트 터빈 하우징에 설치된 수력발전용 터빈으로 구성된다. 이 방조제는 라군(lagoon) 내부의 해저에서 나온 모래재료와 수압으로 가득 찬 지름 5m 길이의 긴 지오텍스타일 케이싱를 사용할 것이며, 환경적 피해를 막고자 작은 암석으로 덮고 큰 암석은 보호벽 역할을 하게 될 것이다.

계약회사인 인바이런멘털 사이언티픽스 그룹(Environmental Scientifics Group)에 의해 수행될 이 조사작업은 해저 표면에 대한 정보를 제공하여, 타이들 라군 파워(TLP)사가 라군(lagoon)을 창조하는데 필요한 20m×80m 크기의 벽을 최적화할 수 있도록 할 것이다.

이 회사는 이미 14가지의 제안된 디자인에서 우선적으로 라군(lagoon) 형태를 선택했지만, 건설이 시작되기 이전에 2015년까지 이 작업은 진행될 것이라고 평가하고 있다. 이 과정에서, 10백만 파운드 규모의 자금이 현재의 공공 투자 라운드를 통해 모금될 것이다.

스완지만이 위치한 세번강 하구(Severn Estuary)에 조력에너지 시설을 설치하려는 계획은 수년 동안 논의가 진행됐고, 주로 전체 하구를 가로지르는 보(barrage)에 초점을 맞춘 것이었다. 그렇지만, 톤 파이젠(Ton Fijen)씨에 의하면 더 많은 소규모의 라군(lagoon) 프로젝트가 이러한 계획을 현실로 만드는데 필요한 재정적인 리소스와 각종 시행계획을 만들게 될 것이다.

 

 

Engineers head to Swansea for tidal energy lagoon world first
 

 

21 May 2013 | By Stephen Harris
Investigatory work is about to begin in South Wales for what could become the world’s first purpose-built tidal energy lagoon.
 

 

UK firm Tidal Lagoon Power (TLP) is planning a four-week study of the seabed conditions and physical characteristics of Swansea Bay that will inform the company’s plans for a 250MW tidal power plant, which would also be the world’s first bi-directional tidal lagoon generator.

 

 
Locally based TLP claims the power station would could be connected to the National Grid by 2017, providing predictable, renewable baseload energy for 16 hours a day, saving 200,000 tonnes of CO2 per year for its design life of over 100 years.

‘The Swansea project will hopefully be the first in a network of lagoons around the UK coastline, driving a critical change in our energy mix with low cost, low carbon electricity sources that are sustainable long-term,’ said TLP technical director Ton Fijen in a statement.
 

If built, the Swansea Bay project would be the first purpose-built tidal lagoon power plant in the world, although plans exist for several other projects around the world and a similar scheme was opened in 2011 at Sihwa Lake in South Korea based on existing tidal reservoir.
 
Tidal lagoons use tidal range technology that relies on the gravity-driven flow of water from one level to another to power a generator, rather than the currents that driven tidal stream turbines.
 

The Swansea Bay plant would be the first powered by both incoming and outgoing tides. Water would flow out of the lagoon as the level of the water outside dropped and back in once the tidal level rose again.
 

‘You can make turbines run efficiently when it flows in a certain way and normally they optimise the turbines on the outgoing tide,’ Fijen told The Engineer. ‘But to make them also run efficiently the other way round has not really been done before.
 

‘We do that by changing the angle on the turbine propellers so that when the tide runs one way it has one angle and when it runs the other way you change the angle of the blades so that it also runs relatively efficiently ? not as efficiently but good enough.’
 

The development will comprise a sand core seawall and hydro turbines mounted in a concrete turbine housing. This seawall will use sandy materials sourced from the seabed within the lagoon, hydraulically filled into long geotextile casings 5m in diameter, and covered with small rocks and then larger rock armour to protect it from environmental damage.
 

The investigation work, which will be conducted by contractor Environmental Scientifics Group, will provide information about the seabed surface that will enable TLP to optimise its designs for the 20m by 80m walls needed to create the lagoon.
 

The company has already selected the preferred shape of the lagoon from 14 proposed designs but estimates the plans will take until 2015 to finalise before construction can begin - providing it can raise the ￡10m needed through its current public investment round.
 

Plans to harness tidal energy in the Severn Estuary where Swansea Bay is located have been discussed for years, mainly focused on a barrage across the entire estuary. But Fijen said the much smaller lagoon project would bring the level of commitment and financial resource needed to make such plans a reality.