태양굴뚝 Solar Updraft Tower

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태양굴뚝 Solar Updraft Tower 

태양굴뚝 발전은 '굴뚝효과'를 이용한 풍력발전소다. 굴뚝효과는 건축물 실내 온도가 외부온도 보다 높을 때 내부 공기가 위로 올라가는 현상으로, 아궁이에 불을 때면 연기가 굴뚝으로 빠져나가는 원리와 같다.  

굴뚝타워는 태양열과 풍력발전이 혼합된 개념이다. 

먼저 지상에다 유리온실을 지은 뒤 온실 가운데에 굴뚝을 세운다. 태양열을 받아 온실 내부 공기가 데워지면 이 뜨거운 공기는 굴뚝을 통해 밖으로 빠져나가게 된다. 이때 굴뚝 통로에 풍력 터빈을 설치해 밖으로 빠져 나가는 바람의 힘으로 발전을 하는 것이다. 

사례 1. 스페인 Manzanares solar chimney

제일 처음 건설된 것은 1981년 스페인 마드리드 인근에 위치한 Ciudad Real이라는 곳에 독일 정부가 투자한 

Manzanares solar chimney이다. 이 실증 설비는 8년동안 성공적으로 운영되었다가, 타워를 지탱해주는 줄(guy-wire)이 먼지와 강풍에 의해 녹이 슬어 1989년 해체하였다. 최대 발전량은 약 50 kW 였다. 

사례 2.  중국 내몽골 Wuhai

중국 내몽골 Wuhai에도 2010년에 solar wind tower를 완공하였다.  

200 m 정도의 다른 사례와 달리, 중국 50 m로 굴뚝크기는 줄여서 건설하였다. 그 이유는 주변에 공항이 있었기 때문이다. 

중국 Wuhai의 태양굴뚝은 160 가구가 충분히 쓸 수 있는 4,800 kWh/day를 생산한다. 이 실증을 통해 연구자들은 고층건물에 태양굴뚝을 연계할 수 있으리라 기대하고 있다. 

^[각주:1]

사례 3.  미국 아리조나 Enviro Mission

호주에 있는 EnviroMission 사는 2010년 초 미국 아리조나 사막에 '태양굴뚝' 발전소를 짓는다고 발표했습니다.

이 태양굴뚝 발전은 1980년대 기술적인 개념이 등장했습니다. 일부 국가에서 소형 태양굴뚝 발전소를 세우고 온실에서 농사를 지으며 태양굴뚝 발전을 시도했지만 효율이 떨어져 실용화되지는 못했습니다.  

 

   EnviroMission 사는 그동안 태양굴뚝 발전 기술을 축적했기 때문에 이 방식의 발전소는 경제성을 갖춘 사업이라고 주장합니다. 아리조나에 건설되는 태양굴뚝의 높이는 '부르즈칼리파' 보다 조금 낮은 731m입니다. 이 회사는 7억5,000만 달러(우리돈 약 8천440억원)를 들여 200메가와트급의 태양굴뚝 발전소를 짓겠다고 말했습니다.  미국 남 캘리포니아 공공전력 당국은 이 회사의 태양굴뚝 발전소 건설을 승인했습니다. 

 

   이 회사는 아리조나 외에도 호주의 사막에서 무려 1000m 높이의 태양굴뚝 발전소 건립을 추진하고 있지만 자금조달에 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌습니다. 

사례 4. AVE(Atmospheric Vortex Engine)

참고

[1] solar-updraft-tower.com

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2014. 11. 18 작성

1. http://www.scmp.com/news/china/article/1487659/solar-chimneys-may-help-solve-chinas-energy-woes [본문으로]