해수유량변화에 따른 MW급 해수온도차발전시스템의 성능변화 동적 시뮬레이션

Abstract

무한한 에너지원을 자랑하는 해수온도차발전의 개발을 위하여 국내외 연구가 활발히 진행되고 있다. 2020년에 키리바시에서 MW급 해수온도차발전의 실증이 예상되고 있는 가운데 실험 플랜트 규모로 구현할 수 없는 극한의 상황을 동적 시뮬레인션을 통하여 성능을 분석하였다. 시뮬레이션의 조건은 표층수, 심층수 및 작동유체의 유량변화를 가정하였으며, 유량이 변화되는 과정에서 시스템 출력, 열량, 온도 등의 변화를 비교하였다. 표층수 유량의 1/2가량 변화되면서 증발기의 열량은 약 14.9% 감소하였으며, 터빈의 출력은 150kW 감소하였다. 또한, 심층수 유량이 1/2 감소하면서 증발기 열량의 12%가 감소되며, 총 발전량도 200kW 감소하게 된다. 작동유체의 경우 유량이 0까지 감소하도록 설계하였으며, 유량 감소에 따라 비례적으로 출력과 열교환기 열량이 감소하게 된다. 유량 변화에 따른 동적 시뮬레이션을 통하여 해수온도차발전의 운전 특성을 파악하고 제어에 활용될 계획이다.