200kW급 고온도차발전플랜트 설계 및 실험

Abstract

해양온도차발전(OTEC, Ocean Thermal Energy Conversion)의 대안으로서 고온의 폐열원을 이용하여 해수 표층온도보다 높은 열원을 사용하고 기존 냉열원보다 상대적으로 차가운 해양심층수의 온도차를 이용하여 발전하는 방식을 연구하였다. 이러한 열원 온도차가 충분할 때 효율적인 발전이 가능한 것으로 알려져 있으며, 열원의 온도차가 발전 시스템에 중요한 역할을 담당한다. 본 논문에서는 고온도차발전 실증 실험을 위하여 200kW급 폐쇄순환식 고온도차발전 플랜트를 설계 및 제작하였다. 여기서, 작동유체는 R245fa를 사용하였으며, 온열원의 온도는 75℃, 냉열원의 온도는 5℃를 사용하였다. 열교환기인 증발기와 응축기는 해수 부식에 저항이 큰 티타늄, 산질화 코팅(SPCC)을 한 열교환기를 적용하였으며, 총출력은 200kW급으로 설계되었다. 시스템 설치는 강원도 고성군 소재 해양심층수연구센터에 설치되었으며, 이 해양온도차발전 파일럿플랜트의 성능평가를 위하여, 설계 과정에 실시한 해석 결과를 기준으로 열원 온도차에 따른 성능을 비교하여 고찰하였다.차가 충분할 때 효율적인 발전이 가능한 것으로 알려져 있으며, 열원의 온도차가 발전 시스템에 중요한 역할을 담당한다. 본 논문에서는 고온도차발전 실증 실험을 위하여 200kW급 폐쇄순환식 고온도차발전 플랜트를 설계 및 제작하였다. 여기서, 작동유체는 R245fa를 사용하였으며, 온열원의 온도는 75℃, 냉열원의 온도는 5℃를 사용하였다. 열교환기인 증발기와 응축기는 해수 부식에 저항이 큰 티타늄, 산질화 코팅(SPCC)을 한 열교환기를 적용하였으며, 총출력은 200kW급으로 설계되었다. 시스템 설치는 강원도 고성군 소재 해양심층수연구센터에 설치되었으며, 이 해양온도차발전 파일럿플랜트의 성능평가를 위하여, 설계 과정에 실시한 해석 결과를 기준으로 열원 온도차에 따른 성능을 비교하여 고찰하였다.