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2023. March VOL. 660
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2023. March VOL. 660
2023. March VOL. 660
K-water는 시화호 조력발전소 건설과 세계 최고의 조력발전소 운영 기술·경험을 바탕으로 국내외 조력사업 개발에 선도적인 역할을 수행하고 있다.
조력발전은 하루 두 번 발생하는 조석 간만의 차를 이용해 전기를 생산하는 방식으로, 우리나라에는 K-water가 경기도 안산시의 시화방조제에 건설·운영 중인 ‘시화호 조력발전소’가 있다. 국내 유일이자 세계 최대 규모(시설용량 측면)의 시화호 조력발전소는 2011년 8월부터 발전을 시작해 전력을 생산 중인데, 25.4MW의 발전기 총 10대(254MW)가 설치돼 연간 552GWh의 전기를 생산하고 있다. 이는 50만 명이 1년간 사용할 수 있는 전기량이다.
K-water는 이러한 시화호 조력발전소의 건설·운영 노하우와 기술력을 바탕으로 지난 2022년 12월 영국 리버풀권역정부(LCRCA: Liverpool City Region Combined Authority, 이하 LCRCA)와 탄소중립 및 Mersey 조력사업의 성공적인 개발을 위한 양국 간 기술 교류 및 자문 등 기술협력 강화 협약(MOA)을 체결했다. 이번 협약은 영국 LCRCA의 요청으로 이뤄졌으며, △조력개발을 위한 조사, 설계, 시공, 운영 등에 대한 기술교류, △Mersey 조력사업 참여방안 협의, △탄소중립, 물-에너지-도시 연계를 위한 연구개발·인적교류 등 분야에서 협력할 예정이다. Mersey 조력사업은 2030년 운영을 목표로 리버풀의 Mersey 강에 700 ~ 2,400MW 규모로 최대 100만 가구가 사용할 수 있는 연간 1.2 ~ 4TWh의 전기를 생산하는, 영국 최대 규모의 공공부문 재생에너지 개발 프로젝트다.
K-water는 영국 Mersey 조력 참여로 그동안 축적한 세계 최대 K-조력발전 건설· 운영 기술 및 노하우를 전수할 예정이다. K-water는 이번 MOA 협약을 통해 영국 리버풀의 Mersey 조력사업과 탄소 저감을 위한 구체적 방안에 대해 논의, 장기적으로는 양 기관의 탄소중립을 위한 사업 협력이 기대된다.
앞으로도 K-water는 성공적인 시화호 조력발전소 건설 노하우와 세계 최고의 조력발전소 운영 기술·경험을 바탕으로 국내외 조력사업 개발에 선도적인 역할을 수행할 계획이다.
LCRCA-K-water 간 기술협력(MOA) 체결
연간 150만 명의 관광객이 찾는 시화호 조력발전소는 잠재된 그린에너지를 활용해 탄소중립과 신산업 중심지로서 신재생에너지 클러스터 조성에 힘쓰고 있다. 시화호 조력발전소는 2021년 건물일체형 태양광(BIPV: Building Integrated Photovoltaic System) 도입과 해수열 냉난방 실증시스템을 구축했으며, 2022년에는 시화나래휴게소 주차장 태양광 발전설비 구축 등 재생에너지 확대를 추진 중이다.
더불어 시화호가 가진 무한 에너지 자원을 이용해 2030년까지 해상태양광, 해상풍력, 연료전지 및 해수열 냉난방 등 약 435.6MW(조력증설 포함)을 개발하는 국내 최대 에너지 클러스터가 구축될 예정이다.이를 통해 시화호 조력발전소는 친환경 발전에 앞장서는 탄소중립의 메카이자 국민 쉼터를 제공하는 관광지를 넘어 국내 최대 신재생에너지 클러스터로서 에너지·친환경·관광이 공존하는 ‘삼색 발전소’로 도약하고 있다.
시화호 조력발전소 관리동 BIPV
시화호 조력발전소 수문
수차발전기
K-water는 세계 최고 수준의 기술인 조력발전 운영프로그램 K-TOP 4.0으로 시화호 조력발전소를 운영하고 있다. 디지털 트윈인 K-TOP(조력발전 운영프로그램)은 실제 설치된 발전기와 동일한 조건으로 발전량을 계산할 수 있도록 개발된 디지털 프로그램으로, 불규칙적인 밀물과 썰물의 크기를 고려해 최대 발전량을 위한 발전 스케줄을 제공하고, 1년 이상 중장기 조력발전량을 예측해 조력발전 타당성 조사 또는 기본· 실시설계 시 경제성 평가를 가능하게 한다.
시화호 조력발전소에서 채택한 단방향 발전방식뿐만 아니라 양방향 발전방식의 조력발전량도 계산할 수 있는 기능이 있어 향후 국내외 조력발전 건설 시 대표적인 기술로 활용이 가능할 것으로 전망된다.
국가 GS(Good Software) 인증과 지식재산권을 취득한 K-TOP은 2015년 단류식 창조발전 운영프로그램 K-TOP 1.0 개발을 시작으로 편의성 개선 및 복류식 계산이 가능하도록 지속 개발을 추진해왔다. 지난 2021년 12월에는 AI를 활용한 스마트 조력발전 운영프로그램 K-TOP 4.0 개발을 완료했다.
특히 인공지능(AI) 기술로 ‘실시간 자동수문 운전 AI’와 ‘조력발전 운영전략 AI’를 활용하고 있다. ‘실시간 자동수문 운전 AI’는 실시간으로 변하는 해수위의 크기를 예측하는 알고리즘을 탑재해 자동으로 수문을 열고 시화호의 물을 배수할 수 있도록 개발된 수문 자동운전 시스템이다. ‘조력발전 운영전략 AI’는 과거 운전자료를 분석하고 그 패턴을 분류해 최대 발전량을 생산할 수 있도록 발전기 투입에 대한 의사결정을 할 수 있는 발전기 자동운전 시스템이다. 시화호 조력발전소는 시화호를 중심으로 해양, 기상, 생태, 수질 등 다양한 빅데이터를 활용해 2025년까지 인공지능을 탑재한 스마트 자동운전 조력발전소로 거듭날 예정이다.
K-water는 시화호 조력발전소 운영프로그램과 노하우를 기반으로 K-조력발전의 글로벌 진출에 더욱 박차를 가하고, 조력발전의 새로운 ‘글로벌 스탠다드’를 제시해 나갈 계획이다.
시화호 조력발전소
