기계연, 세계 최고수준 소형 태양열 해수담수기 개발 성공

한국기계연구원 박창대 박사가 태양열 복합열원 다중효용 해수담수기에 대해 설명하고 있다

아주경제 이한선 기자 = 섬이나 오지, 저개발 국가 같이 상수도 인프라가 없는 곳에서 태양열, 폐열 등을 이용해 손쉽게 담수를 생산할 수 있는 적정기술이 개발됐다.

한국기계연구원은 에너지플랜트안전연구실 박창대 박사팀이 태양열 집열기, 축열조가 필요 없는 상압 운전 방식의 태양열 복합열원 다중효용 해수담수기를 개발했다고 26일 밝혔다.

개발된 담수기는 먼저 태양열로 해수를 증발시키고 증발된 증기의 응축 잠열을 다시 이용하는 다중효용 방식의 담수 기술이 특징이다.

태양열 이외에 발전 후 버려지는 폐열을 이용해 효율을 높였다.

기존 태양열 해수담수기는 태양열 집열기에서 모아진 열을 축열조에 저장한 후, 열교환을 통해 해수를 증발시켜 응축시키는 간접 가열 방식이었다.

이 경우 집열기 설치에 많은 부지 면적과 비용이 들고 유지 보수가 어려워 섬이나 저개발 지역에 적용하는 데 한계가 있었다.

이번에 개발한 기술은 담수생산능력이 하루 18㎏/㎡로 설치가 간편하고 유지 보수의 부담이 없어 섬이나 해안지역, 저개발 국가 등에서 사용 가능하다.

태양열뿐만 아니라 소형발전기의 배기가스 폐열 같은 열원으로도 복합 운전할 수 있다.

태양열과 5㎾급 발전기의 배기가스 폐열을 같이 이용할 경우 담수생산은 하루 50kg/m2까지로 증가한다.

발전기가 이미 설치돼 있는 곳에 사용하면 더욱 효과적이다.

태양열이나 폐열 각각 단독 열원으로도 운전이 가능해 유연한 시스템으로 구성할 수 있다.

하루 1만톤 이하 중소형 담수플랜트 시장은 전체 담수플랜트 시장의 약 40%를 차지하며 2009년 기준 약 11조6000억원의 시장을 형성하고 있지만 국내외 담수화 기술은 화석연료나 전기에너지를 사용하는 대용량 담수플랜트 위주로 발전돼 왔다.

기존 대용량 담수플랜트 설비는 초기 구축비용과 유지관리비가 많이 들고, 물의 수송비용 발생, 에너지 과다 소비, 환경오염 등의 한계를 가져, 도서지역, 오지, 저개발 국가 등과 같은 전력·상수도 기반이 없는 지역에는 적용하기 어렵다.

연구책임자 박창대 박사는 “태양열 해수담수기는 1일 5톤 미만의 소용량 설비로 구성할 때 다른 방식들보다 경제적이고 이 기술을 통해 분산형 소용량 해수담수 시장을 창출하고 선점할 것으로 예상한다”며 “담수화 설비 설치가 어려운 섬이나 오지에 도움이 될 적정기술로 저개발 국가의 해외 원조에도 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이 기술은 중소기업 프로세이브에 기술이전을 앞두고 있으며, 현재 해외특허 1건을 포함, 특허 11건 출원 및 5건이 등록됐다.