폐쇄형 해양온도차발전 사이클 효율 향상 방안

Abstract

기존 화석 연료 사용으로 인한 에너지 위기 및 지구 환경에 대한 문제점 등으로 인해 기존 에너지 자원을 대체할 수 있는 신재생에너지에 대한 관심이 날로 증대되고 있다. 이 중 해양 에너지는 지구 표면의 약 71%에 달하고 조력, 조류, 파력, 해양온도차 등 다양한 형태로 부존한다. 이용 가능한 해양 에너지 중 해양온도차발전은 표층수와 심층수의 온도차를 이용하여 암모니아 등의 작동유체로 터빈을 돌려 발전하는 방식으로 조력이나 파력 발전과 같은 시스템에 비해 해상요소에 별로 영향을 받지 않고 전력 생산이 가능하다. 1960년대 전반에 해양온도차발전에 대한 산발적인 시험이 시도되었으나, 기술상의 어려움 등으로 성공하지 못하였고, 1973년 이후 다시 연구가 시작되어 그 개발속도가 가속화되어 왔으며, 미국 및 일본 등지에서 소규모 해상실험이 실시되고 있다. 국내에서는 동해에 해양온도차발전에 적합한 해수온도차를 가지는 것으로 밝혀졌고, 특히 동해는 지형적으로 수심이 깊어서 비교적 해안에서 근거리에 심층수가 존재하는 유리한 조건을 가지고 있으며, 해안으로부터 5∼10 km 내외에서 심층수의 획득이 가능한 장점을 보유하고 있지만 아직 해양온도차발전에 대한 연구는 극히 제한적이다. 해양온도차발전 플랜트는 작동유체, 사이클, 열교환기, 터빈 등 다양한 분야에 대한 연구가 필요할 것이다. 본 논문에서는 해양온도차발전 사이클 효율 향상을 위해 폐열 이용 및 재생기 및 재열기, 다단 터빈 적용을 검토하기 위해 폐쇄형 온도차발전 사이클을 모사하여 사이클 성능을 비교·분석하였다.