적층식 건물형 소형풍력…설치 제약 없이 분산 발전 가능
전기차 충전소·송전탑 등 활용 가능…복합기능 활용 주목
[이투뉴스] 지구온난화로 인한 기후변화가 세계적인 이슈가 되면서 세계는 기존 화석에너지산업에서 저탄소에너지 중심인 신재생에너지로 산업구조 패러다임이 변화하고 있다.
신재생에너지의 대표산업으로는 풍력발전이 있다. 풍력발전은 바람을 이용하기 때문에 대표적인 청정에너지 자원으로 꼽히지만 설치장소와 환경에 많은 제약을 받으며 계층구조를 통해 발전-송전-배전으로 수요지에 전달되기 때문에 고비용 송배전시설 인프라가 필요하게 된다. 또 풍력발전은 최소 풍속이 7m/s 이상이어야 발전이 가능하고, 바람의 방향이 일정한 넓은 대지에 설치해야 된다는 기술적·환경적 문제를 갖고 있다.
오딘에너지(대표 백영미)는 이런 풍력발전의 약점을 극복하고 수요지에서 직접 전기를 생산하는 분산발전기술을 사용할 수 있는 기술을 갖춘 소형풍력 '오딘'(ODIN)으로 신재생에너지 개척에 나서고 있다.
◇빌딩풍 원리·적층식 타워 분산발전 기술 개발
오딘에너지는 현재 기존 풍력과 태양광 발전이 갖고 있는 환경적·기술적 한계를 극복하고 분산형 발전기술을 적용한 '오딘'을 지난 2007년 R&D 사업을 시작으로 2011년 제주 실증기지 건설을 거쳐 2017년 기술개발을 완료했다.
오딘의 풍력 증속 원리는 크게 빌딩풍-벤츄리 효과-와류 효과로 나뉜다. 빌딩풍은 빌딩이 바람에 부딪쳐 갈라질 때 건물과 건물 사이에 아주 강한 바람이 불게 되는 현상으로 오딘의 타워는 빌딩풍 현상을 유발해 바람을 내부로 강하게 끌어들인다. 벤츄리 효과는 바람이 넓은 공간을 지나 좁은 곳을 지나게 될 때 압력 차이로 풍속이 증가하는 현상이다. 오딘은 타워 내부로 유입된 바람은 오딘의 내부구조물에서 증속돼 집약된다. 마지막 와류현상은 타워 이면에 부는 와류를 이용해 빠져나가는 바람의 속도를 크게 증가 시키는 역할을 한다.
또 적층형 방식을 이용해 설치면적을 기존 풍력방식 대비 1/80으로 줄이고 각 층에서 독립적으로 발전하기 때문에 한층에 고장이 발생해도 전체 설비는 정상적으로 가동된다.
이런 원리를 이용해 풍속을 증가시킨 오딘은 풍압 차이를 유발시켜 풍속 3.5m/s 에서도 발전이 가능하고, 잦은 풍향의 변화에 상관없이 안정적으로 발전을 할 수 있다. 또 난류를 일정하게 반응을 보이는 층류로 전환해 발전효율을 4배 이상 증가시킨다. 오딘에너지는 이런 기술을 인정받으면서 지난 2017년 9월엔 제주에너지공사의 성능평가를 완료하고 실용화를 앞두고 있다.
오딘은 철저한 실증운용을 바탕으로 기존 소형풍력이 갖고 있던 난류에 취약한 점과 낮은 효율, 높이 제약, 소음 등을 극복해 높은 발전이용률과 개별 기 지반공사의 필요가 없을 뿐만 아니라 축 양단지지구조로 강풍이나 난류에도 강한 내구성을 지니고 있다. 또 생활소음 이하의 소음과 적층식 타워 방식으로 설치 장소에도 제약이 없으며 타워 하나로 태양광과 풍력 등 다양한 융복합 기능을 갖출 수 있다.
송수윤 오딘에너지 기술고문은 "오딘을 이용하면 태양광, 풍력 뿐만 아니라 전기차 충전 타워와 신재생에너지를 자체 생산해 공급하는 스마트시티에 사용할 수 있다"며 "설치에 제한이 없다는 점 때문에 송전탑으로 사용하거나 도서·오지 지역에 마이크로그리드 수단으로도 사용할 수 있다"고 밝혔다.
특히 오딘은 층을 쌓는 적층 구조이기 때문에 사업자가 원하는 층수만큼 쌓을 수 있을 뿐만 아니라 타워 상층부, 하층부를 다양한 복합기능으로 활용할 수 있다.
◇국내외 기술 인정…수주사업 이어져
이런 기술을 바탕으로 오딘은 국내에서 특허를 6건 등록했으며 해외 46개국에도 출원 및 등록이 진행됐다. 국내에는 특허청 IP R&D 연계전략 지원사업으로 선정됐으며 2016년 에너지신기술 포상, 2017년 한국형우수기후기술 선정, 2018년 스마트시티우수기술 포상을 했다.
또 서울시 에너지 융복합타워, 강릉 스마트관광 컴플렉스, 에너지자립섬 시범사업을 통해 수주사업과 융복합 지원사업 등을 추진하고 있다.
오딘에너지의 기술은 해외에서도 높은 관심을 받고 있다. 지난해 9월 필리핀 INC식물원 수주사업을 체결한 후 4월에는 중국 연변 용봉수진 테마파크에 오딘 2기 건설 MOU를 체결하기도 했다.
특히 지난 1월에는 중국 미래과학성과 기술협약을 체결했다. 천칭첸 중국 미래과학성 원사창신센터 주석은 오딘에너지를 전략고문으로 위촉하며 중국 내 사업진행에 오딘에너지의 기술을 적용시킬 것을 표명했다. 향후 오딘에너지는 중국의 산동지본사 합작사업을 통해 기술을 제공할 계획이다.
송수윤 고문은 "올해 중국에서 회사의 기술을 눈여겨 보고 오딘의 기술을 적용한 다양한 시제품 건설을 지원하고 중국 국가정책사업으로 추진해 공동기술 개발을 진행할 계획"이라며 "향후 신화에너지그룹, BYD, 올림픽조직위원회, 건설회사 등과 구체적인 사업협의를 진행한다"고 밝혔다.
◇ 산업 변화, 지자체 정부 신기술 적극적 받아들여야
이처럼 좋은 기술을 갖고 있지만 국내에서 기술완성만 된 채 아직 상용화가 되지 못하고 있는 것에 오딘에너지는 아쉽다는 반응을 보였다. 결국 산업이 새롭게 변하기 위해선 지자체와 정부가 산업을 활성화 시킬 수 있는 규제 완화뿐만 아니라 신기술을 적극적으로 받아들여야 한다는 것이다.
송수윤 고문은 "이미 중국이나 필리핀 같은 경우에는 우리 기술을 눈여겨 보고 있어 언제 시제품이 나오느냐는 문의도 이어지고 있는 상황"이라며 "하지만 국내에서 건축물 자체를 이용한 풍력발전이라는 개념이 생소하다보니 정부나 지자체에선 먼저 나서서 설치하려고 하지 못하고 있다"고 설명했다.
오딘에너지가 현재 BOT 사업으로 진행중인 서울시 에너지 융복합타워는 현재 서울시, 서울에너지공사와 추진 합의가 진행돼 부지를 검토 중인 상황이지만 부지로 검토 중인 노들섬의 경우 환경 보존 문제 등을 지적하면서 난항인 상태다. 몇년 전에는 한 지자체와 오딘의 설치계약 직전까지 갔으나 지자체의 무리한 요구로 계약이 무산되며 기자재들이 그대로 창고에 있는 상태다.
송수윤 고문은 "최근 중국이 우리 기술을 보고 기술 특허를 사서 자기들만의 기술로 만들고자 하는 움직임을 보이는데 오히려 국내에선 몇년 동안 산업 규제와 신기술이라는 이유로 미온적인 반응을 보이고 있어 여러모로 아쉬운 상태"라고 토로하기도 했다.