파력 에너지에 대한 이해와 기술

파력 에너지에 대한 이해와 기술

 

 

파력에너지는 파도의 운동 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다.

파력발전소는 일반적으로 연안 또는 해상에 설치되며, 파도의 운동 에너지를 파력터빈을 통해 전기로 변환합니다.

파력에너지는 바람이 불지 않는 경우에도 파도가 발생하기 때문에, 전기 생산이 지속적으로 가능합니다.

또한, 파력발전은 태양광 발전과 달리 날씨나 계절에 영향을 받지 않기 때문에 전기 생산이 안정적입니다.

하지만, 파력발전소는 파도의 높이나 파장 등의 조건에 따라 발전량이 상당히 불안정합니다.

또한, 파력발전소의 설치 비용이 높은 편이며, 파도의 효율적인 이용을 위해서는 파도의 예측 기술 등의

개발이 필요합니다. 따라서, 파력에너지는 아직 상용화되지 않은 신재생 에너지 분야 중 하나입니다.

 

 

 

 

 

목차

 

1. 파력 에너지 작동 방식

2. 파동 에너지의 장점과 단점

3. 파력 에너지 활용 기술

 

 

 

1. 파력 에너지 작동 방식

 

파력 에너지는 파도와 전기를 유도하기 위해 바다 너울에 존재하는 운동 및 위치 에너지의 응용을 말합니다.

그것은 바다 표면을 가로질러 부는 바람에 의해 생성되는 너울의 힘을 활용하는 재생 가능 에너지의 한 형태입니다.
파력 에너지를 전기로 변환하는 프로세스는 일반적으로 다음과 같은 방법을 포함합니다.

Wave Capture : 특수 바이어스(흔히 WEC(파력 에너지 변압기)로 알려짐)는 너울에서 에너지를 포착하기 위해

바다에 배치합니다. 이러한 바이어스는 거친 해양 지형을 격퇴하도록 설계되었으며 너울이 가장 중요한 곳에

전략적으로 배치됩니다.

파동에서 기계 에너지로의 변환 : 파력이 WEC를 통과하거나 WEC와 상호 작용할 때 이동 또는 진동하는 경향이

생깁니다. 기계적 교반은 유압 시스템, 진동 수주 또는 직접 생성기와 유사한 다채로운 메커니즘을 통해 사용 가능한

기계적 에너지로 변환됩니다.

기계 전기 에너지 변환 : WEC에서 얻은 기계 에너지는 전기 에너지로 더 많이 변환됩니다. 이는 일반적으로 기계 시스템을 터빈 또는 직접 생성기와 유사한 전기 생성기에 연결하여 달성됩니다. 발전기는 기계적 교반을 전기로 변환합니다.

송전 : WEC에서 생성된 전기는 수상 전선을 통해 육상 또는 연안 변전소로 송전됩니다. 거기에서 파력 에너지 설계의

규모에 따라 전기 그리드에 통합되거나 특정 작업에 사용됩니다.

다채로운 유형의 파력 에너지 모터 기술이 존재하며 각각 고유한 디자인과 파력 에너지를 캡처하고 변환하는 구조가 있다는 점에 유의해야 합니다. 진동 수주, 포인트 흡수기, 감쇠기 및 오버토핑 바이어스가 포함됩니다. 기술 선택은 파동 특성, 위치, 설계 규모 및 요청된 효율성과 유사한 요소에 따라 달라집니다.

파력 에너지는 바람 패턴에 의해 너울이 발생하고 연안 지역에 풍부하기 때문에 조화롭고 예측 가능한 재생 에너지원이라는 이점을 제공합니다. 여전히 장치 연속성, 높은 비용, 환경적 영향 및 그리드 통합과 같은 문제는 파동 에너지 시스템의 광범위한 요소를 위해 해결되어야 합니다.

 

 

2. 파동 에너지의 장점과 단점

 

2.1 파력에너지의 장점

 

재생 가능하고 풍부한 팽창은 바람 패턴에 의해 생성되어 파력 에너지를 거의 지칠 수 없는 자원으로 만듭니다.

너울은 끊임없이 발생하며 연안 지역에 풍부하여 신뢰할 수 있고 예측 가능한 에너지원을 제공합니다.

깨끗하고 환경 친화적인 파력 에너지는 작동 중에 온실 가스 방출이나 대기 오염을 발생시키지 않는 청정 전력원입니다.

화석 에너지에 대한 의존도를 줄이고 기후 변화 완화에 기여합니다.

예측 가능한 일관성 : 태양열 및 풍력과 같은 다른 재생 가능 에너지원과 달리 파력 에너지는 더 예측 가능하고

조화롭습니다. 파도는 특정 패턴을 따르고 직접 읽을 수 있으므로 더 나은 에너지 계획 및 그리드 통합이 가능합니다.

해안 개발 및 일자리 창출 : 파력 에너지 시스템은 특히 파도 자원이 풍부한 연안 지역에서 독창적인 농업을 자극하고

일자리를 창출할 수 있습니다. 이는 지속 가능한 해양 에너지 지원 개발에 기여할 수 있습니다.

에너지 자립 : 파동 에너지는 연안 지역에서 수입 에너지원에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 되어 에너지 안보와

에너지 자급을 향상할 수 있습니다.

 

2.2 파력 에너지의 단점

 

고비용 : 파력 에너지 기술의 개발 및 배치에는 탐사, 설계, 건설 및 설치를 포함하여 상당한 노골적인 비용이

수반됩니다. 이러한 비용은 광범위한 범행에 대한 방지책이 될 수 있으며 상당한 투자를 감당할 수 있습니다.

전문화된 과제 : 파력 에너지 시스템은 날카로운 해수, 폭풍 및 다양한 강도의 너울을 포함하여 혹독한 해양 조건에

노출됩니다. 이러한 조건을 극복하고 효율적으로 작동할 수 있는 견고하고 내구성 있는 바이어스를 설계하는 것은

전문적인 과제입니다.

환경적 영향 : 파력 에너지 바이어스의 설치는 환경적 결과를 초래할 수 있습니다. 퇴적물 운송 변경, 영토 분할,

암묵적 소음 공해 유발과 유사하게 해양 생태계에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 제품을 최소화하려면 적절한 환경

영향 평가 및 완화 조치가 필요합니다.

그리드 통합 : 파력 에너지 시스템을 전기 그리드에 연결하고 간헐적인 발전을 관리하는 것은 복잡할 수 있습니다.

파력 에너지의 변화하는 특성과 그리드 수요의 균형을 맞추려면 효과적인 통합 및 에너지 저장 결과가 필요합니다.

제한된 지리적 적합성 : 파도 에너지 금고는 주로 적절한 파력 조건이 있는 연안 지역에서 사용할 수 있습니다.

이 제한은 파력 에너지 배치의 지리적 나침반을 제한하며 육지로 둘러싸인 지역에서는 불가능할 수 있습니다.

파력 에너지 시스템의 타당성과 암시적 영향을 평가할 때 이러한 장단점을 고려하는 것이 중요합니다. 지속적인 탐사,

기술 발전 및 검증 프로그램은 문제를 극복하고 지속 가능한 에너지원으로서 파력 에너지의 이점을 극대화하는 데

도움이 될 수 있습니다.

 

3. 파력 에너지 활용 기술

OWC(Oscillating Water Columns) : OWC는 물 위치 아래에 구멍이 있는 불완전하게 잠긴 챔버에 해당합니다.

파도가 챔버에 들어가면 물의 위치가 올라가고 외부에 갇힌 공기를 압축합니다. 압축 공기는 또한 생성기가 전기를

생산하도록 구동하는 터빈을 통해 전달됩니다.

포인트 업소버 : 포인트 업소버는 파력 교반에 반응하여 상하 또는 앞뒤로 움직이는 플로팅 바이어스입니다.

그들은 일반적으로 물속에 잠긴 덩어리 또는 착륙 시스템에 부착된 부력 구조에 해당합니다.

부유 구조물과 물속에 잠긴 덩어리 사이의 상대적인 교반은 유압 시스템 또는 직접 생성기를 사용하여 전기로 변환됩니다.

감쇠기 : 감쇠기는 파력 전파 방향에 대해 수직으로 알려진 긴 다중 세그먼트 바이어스입니다. 스웰이 부품을 통과할 때

부품 사이에 상대적인 흔들림이 발생합니다. 이 교반은 유압 시스템 또는 기타 메커니즘을 사용하여 전기로 변환됩니다.

Overtopping bias : Overtopping bias는 경사로나 기울어진 구조를 통해 힘이나 용기로 흐르게 함으로써 팽창의 내재적

에너지를 사용합니다. 축적된 물도 방출되어 다시 바다로 흘러 들어갈 때 터빈이나 생성기를 구동합니다.

OWSC(Oscillating Wave Surge Transformers) : OWSC는 부유식 또는 고정식 구조로 종속되거나 연결된 회랑의

움직임을 통해 파력 에너지를 포착합니다. 서로 다른 섹션 간의 상대적 교반은 유압 시스템 또는 기타 메커니즘을

사용하여 전기로 변환됩니다.

파도 체결 바이어스 : 파도 체결 바이어스는 들어오는 너울을 더 낮은 영역으로 집중시켜 파력 높이와 내재 에너지를

추가합니다. 이 집중된 에너지는 터빈이나 유압 시스템과 유사한 다채로운 변환 스타일을 사용하여 실행됩니다.

염도 등급 시스템 : 염도 등급 시스템은 해수와 민물 사이의 면봉주의 차이를 사용하여 전기를 유도합니다.

파력 에너지는 담수화 기술과 결합하여 압력 지연 삼투압 또는 후방 전기투석과 유사하게 전력 생산 공정을 구동하는

염도 등급을 생산할 수 있습니다.