기계연, 태양열 복합열원 다중효용 해수담수기 개발 성공

태양열과 폐열을 복합적으로 적용해 효율 높여

하 상 범 기자

태양열 복합열원 다중효용 해수담수기는 태양열로 해수를 증발시킨 후 증발된 증기의 응축 잠열을 다시 이용하는 다중효용 방식의 담수 기술을 사용한다. 태양열 이외에, 발전 후 버려지는 폐열을 이용해 효율을 높였다.

기존 태양열 해수담수기는 태양열 집열기의 열을 축열조에 저장한 후, 열교환을 통해 해수를 증발시켜 응축시키는 간접가열 방식을 사용했다. 이 경우 집열기 설치에 많은 부지 면적과 비용이 들며, 유지보수가 어려워 섬이나 저개발 지역에 적용하는 데 한계가 있었다.

복합운전과 유연한 시스템 구성 가능

이번에 개발한 기술을 적용할 경우 담수생산능력은 하루 18kg/m2로 늘어난다. 설치가 간편하고 유지보수의 부담이 없어 섬이나 해안지역, 저개발 국가 등에서도 사용이 가능하다. 또한, 태양열뿐만 아니라 소형발전기의 배기가스 폐열 같은 열원으로도 복합 운전할 수 있다. 태양열과 5㎾급 발전기의 배기가스 폐열을 같이 이용할 경우, 담수생산은 하루 50kg/m2까지 증가한다. 발전기가 이미 설치돼 있는 곳에 사용하면 더욱 효과적으로 사용할 수 있다. 물론 태양열, 폐열 각각 단독열원으로도 운전이 가능해 유연한 시스템 구성이 가능하다.

담수화 설비 설치 어려운 섬이나 오지 등 환경에 적합

하루 1만톤 이하 중소형 담수플랜트 시장은 전체 담수플랜트 시장의 약 40%를 차지하며 2009년 기준 약 11.6조원 규모의 시장을 형성하고 있지만 국내외 담수화 기술은 화석연료나 전기에너지를 사용하는 대용량 담수플랜트 위주로 발전돼 왔다. 기존 대용량 담수플랜트 설비가 사용하는 증발법, 막여과법 등의 방식은 초기 구축비용과 유지관리비가 많이 들고, 물의 수송비용 발생, 에너지 과다소비, 환경오염 등의 한계를 가져, 도서지역, 오지, 저개발 국가 등과 같은 전력·상수도 기반이 없는 지역에는 적용하기 어렵다.

박창대 박사는 “태양열 해수담수기는 1일 5톤 미만의 소용량 설비로 구성할 때 다른 방식들보다 경제적”이라면서, “이 기술을 통해 분산형 소용량 해수담수 시장을 창출하고 선점하게 될 것으로 예상한다”고 말했다. 그는 “담수화 설비 설치가 어려운 섬이나 오지에 도움이 될 적정기술이기 때문에 저개발 국가 등의 해외원조에도 기여할 것”이라고 전망했다.