일본산업뉴스요약

IHI, 육해공의 기술 집결
쿠로시오 해류를 이용한 발전 기술 실용화

IHI는 쿠로시오 해료를 이용한 해류 발전의 실용화에 나섰다. 20*3m인 원통 세 개의 부체를 해저부터 로프로 연결해 ‘연날리기’처럼 수중을 표류하게 하는 구조를 채용했다. 선박 및 풍자, 잠수함의 기술을 접목하고 있다. 바다에 쌓인 섬나라만의 차세대 클린 에너지로써 파도를 이용한다.

야쿠시마와 아마미 제도의 사이에 있는 가고시마현의 도카라 열도의 구치노시마에서 실험을 시작했다. 앞바다 10km는 쿠로시오가 스쳐가는 최적의 해역이다.

쿠로시오는 100km 정도의 폭으로 평소의 2~3배가 되는 초속 1~2m의 속도로 해류가 강처럼 되어 흐르고 있다. 수중에 발전기를 설치해 쿠로시오의 기세를 사용해 수차를 돌린다. 메커니즘은 독특하다.

실험에서는 수심 100m의 지점을 이용했다. 우선 케이블 부설선을 사용해 6*6m의 콘크리트의 저울추를 가라앉힌다. 해저의 무게추로부터 특수한 합성섬유를 사용한 로프로 부체를 연결해 수심 50m 정도에서 표류시킨다.

로프는 도쿄제강의 특수한 수지를 사용해 강하고 부식되기 어렵다. 로프에 붙인 케이블로 해저 케이블에 연결해 12km 떨어진 구치노시마에 전기를 보낸다.

원통 부체는 피라미드형으로 세 개를 나란히 세워놓았다. 가장 위에 있는 부체는 부력 조정 장치를 가지고 있다. 펌프로 해수를 넣고 빼내 전체를 해면에 띄우거나 가라앉히는 역할을 담당한다. 메인터넌스 시에 부상시켜 악천후에서도 심도를 유지한다.

세 개의 부체는 300톤의 무게가 있다. ‘연날리기 방식’은 부상시켜 놓아 지주 등의 구조를 채용한 경우와 비교해 시설비를 줄일 수 있고 발전 비용을 줄일 수 있다. 도쿄대학의 다카키(高木) 교수와 공동으로 이 방식을 채용했다.

‘연날리기 방식’에 예상 외의 메리트도 있었다. 예를 들어 해류의 방향이 바뀌어도 부체 그 자체가 방향 전환한다. 단순한 통으로 보이는 부체도 실제로는 두뇌를 가지고 있다. 내부의 센서로 발전량, 흐름 속도, 잠수한 깊이, 방향을 판단해 직접 조정한다. 프로펠러 날개의 회전 속도, 각도 등도 모터로 제어하고 있다.

세 개의 부체 중 밑의 두 개는 수차가 되는 프로펠러가 뒷 부분에 있고 발전기로 연결되어 있다. 기술개발 본부의 나가야(長屋)는 “각각의 프로펠러를 반대로 회전시키는 것으로 힘을 상쇄시켜 뜬 상태를 유지한다.”고 설명한다.

‘쌍발식’이라 불린다. 나가야는 실제로 선박의 프로펠러를 연구해 온 경험을 가지고 있다. 프로펠러의 회전은 4초에 1주를 돈다. 회전 속도를 제어하는 구조 및 내부의 인버터, 부체의 물이 새지 않는 구조 등도 IHI의 잠수함 및 터빈, 풍차 기술을 응용했다. 조립도 IHI 그룹의 재팬 마린 유니이티드의 요코하마사무소의 독에서 만들고 있다.

해류 발전으로 만든 전기는 현재 이용되고 있지 않지만 전력회사와 조정한 뒤 섬 안의 전류 공급을 계획하고 있다. 가고시마현에 그치지 않고 시코쿠 지역 및 와카야마 등의 앞바다도 유망하다고 한다.

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