원자력그린수소, 해외수출용 원자력-그린-수소 하이브리드 에너지 시스템(HES) 개발

덴마크는 북해에 10 GW 풍력 기반 인공 에너지 섬의 건설을 추진하고 있다. 북해는 풍력 이용률이 50%에 육박하는 양호한 조건을 갖추고 있다. 그러나 인공 에너지 섬 건설보다는 부유식 해양 플랜트 기반의 원자력-그린-수소 하이브리드 에너지 시스템(HES, Hybrid Energy System)이 최적일 것이다.

원자력 에너지는 무탄소 열과 전력, 그린 에너지 역시 무탄소 전력 , 그리고 수소에너지는 탄소중립 그린연료를 생산한다. 원자력 바지선 기반 수소병합발전 해양 플랜트는 부유식 풍력발전의 간헐성을 보완하며, 산업, 수송 등 비전력분야에 필요한 그린수소를 공급한다.

삼성중공업은 9.5 MW급 대형 해상 풍력 부유체 모델(Tri-Star Float)을 개발하고, 노르웨이 선급인 DNV로부터 기본설계 인증(Approval in Principle)을 획득하였다. 부유체 모델은 해상에서 풍력발전기를 지지하는 철 구조물인 '폰툰(Pontoon)'을 없앤 콤팩트한 설계를 적용하여 안정성과 경제성을 확보하였다.

삼성중공업이 독자 개발한 부유체 모델은 원자력 바지선과 해상 송변전 설비에도 확대 적용할 수 있다. 따라서 원자력 바지선, 부유식 해상풍력과 해상 송변전설비를 통합한 부유식 해양 에너지 프로젝트를 개척해야 한다. 한국형 원자력-그린-수소 하이브리드 에너지 시스템(HES)이 해외에 수출될 날을 기대해 본다.

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삼성중공업이 독자 개발한 부유체 모델은 대전 소재 선박해양플랜트연구소(KRISO)에서 부유체 모형 수조(水槽) 테스트를 성공적으로 완료하였다. 테스트는 지난 40여년간의 동해상(東海上)에 부는 바람의 세기, 조류, 수심 데이터를 분석한 극한의 해상 환경에서 수행되었다.

1992년 한국창조과학회는 노아의 방주에 대한 과학적 설계를 확인하기 위해 선박해양플랜트연구소(당시 해사기술연구소)에 안전성평가 연구 프로젝트를 의뢰한 적이 있었다.

방주의 안전성 평가를 위하여 구조적 안전성, 복원 안전성, 파랑 안전성에 대해 성서에 나와있는 규격대로 실제 모델을 제작하고 대형 수조(Model Basin)에서 실험을 수행하였다.

실험한 결과 노아의 방주는 실제 파고 30m 이상에서도 안전성을 확보했으며, 이론상으로는 43m 까지도 가능하였다. 기상 관측 사상 가장 높은 파고가 32m라고 보았을 때 방주는 현대 조선공학적인 관점에서 보았을 때 매우 안전한 형태를 갖추고 있었다.

노아의 방주는 바다에 뜨 있는 추진체가 없는 바지선이다. 거친 바다와 풍랑에서도 안정성을 확보하기 위해 원자력 바지선은 이번에 삼성중공업이 독자 개발한 부유체 모델을 적용하여 최첨단 스마트 바지선으로 제작해야 할 것이다.

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