해수온도변화에 따른 온도차발전시스템의 동적 성능 시뮬레이션

Abstract

청정 신재생에너지원인 해수온도차에너지를 이용한 해수온도차발전의 운전 성능 특성을 분석하기 위해 R32냉매를 이용한 1MW급 발전시스템을 설계하였다. 정적 사이클을 설계하여 1,014kW의 발전 출력과 2.72 %의 발전 효율을 확인하였다. 동적 사이클과의 비교를 통하여 연속 운전 중의 시스템 성능 및 변화를 비교하였으며, 표층 해수의 온도를 29℃에서 25℃로 20분의 반응시간을 적용하여 감소하는 시뮬레이션을 수행하였다. 동적 사이클의 운전 특성은 정적과 같은 29℃의 해수 조건에서 과열도의 발생과 유량 감소로 1,020kW의 발전 출력과 2.75%의 효율을 보였다. 해수 온도가 29℃부터 점차 감소하면서 28℃에서 건도가 1 이하로 내려가며, 이때 터빈 출력은 초당 0.017kW의 감소율을 나타내었다. 건도가 1 이하의 잠열이 발생하는 구간 이후로 초당 1.03 kW의 급격한 감소율을 보였다. 하지만, 터빈을 포화온도 이하의 조건에서 운전하게 되면 냉매유입과 서징의 원인이 되었다. 1.0 m3 용량의 액분리기의 사용에 따라 최초 냉매 유입후에 5분간의 액분리 시간을 확인하였다.