[고든 정의 TECH+] 가만히 있는데 바람 이용해 전기 생산? 신개념 풍력발전기 등장

날개 없는 선풍기는 겉으로 봤을 때 움직이는 부분 없이 조용하게 시원한 바람을 만듭니다. 비밀은 내부에 감춰진 작은 팬과 단면이 비행기 날개를 닮은 둥근 고리에 있습니다. 이 고리에 바람을 보내 압력 차이를 만들면 공기가 고리를 통과하면서 본래 팬으로 보낸 공기보다 강한 바람을 내보낼 수 있습니다.

이렇게 외부에서 움직이는 부분 없이 바람을 만들 수 있다면 반대로 바람을 이용해서 전기도 만들 수 있지 않을까 생각할 수 있습니다. 사실 풍차 날개(블레이드) 없는 풍력 발전기는 이전부터 활발하게 연구됐습니다. 회전하는 거대한 풍차 같은 풍력 발전기가 시각 공해와 소음 공해를 유발할 뿐 아니라 지나가던 새와 충돌하는 등 여러 가지 문제점이 있기 때문입니다.

가볍고 큰 풍력 발전기 블레이드는 태풍과 돌풍에 취약할 수밖에 없고 만약 부러지는 경우 주변에 큰 피해를 줄 수 있어 안전거리를 확보해야 합니다. 그래서 설치할 수 있는 장소에 제약이 많습니다. 예를 들어 태양광과 달리 도심에 밀집된 건물이나 주택, 공장 지붕 위에 소규모 발전기를 설치하기 힘듭니다. 이런 곳에 풍력 발전기를 설치하고 싶다면 움직이는 부분이 없는 디자인이 필요합니다.

미 휴스턴대 스핀오프 기업인 에어로마인 테크놀로지스(Aeromine Technologies)는 외부에서 봤을 때 움직이는 부분이 없는 풍력 발전기를 개발했습니다. 원리는 역시 비행기 날개와 똑같습니다.

비행기 날개는 위가 볼록하고 아래는 평평한 형태입니다. 따라서 공기가 지나갈 때 위로 지나가는 공기가 더 빨라지면서 기압이 낮아집니다. 결국 날개를 위로 들어 올리는 양력이 발생합니다. 에어로마인의 풍력 발전기도 둥근 원통 주위에 날개처럼 생긴 구조물이 있어 바람이 지나가면 기압이 낮아지게 됩니다. 이 압력 차이를 이용해 작은 구멍에서 공기를 빼내면 본체 내부의 관에 공기가 흐르면서 숨겨진 터빈을 돌리는 방식입니다.

에어로마인의 프로토타입 발전기는 터빈을 숨기지 않았지만, 실제 상용 버전에서는 완전히 가리기 때문에 외부에서 봤을 때 움직이는 부분이 없고 소음도 거의 들을 수 없습니다. 날개의 높이 3m, 전체 높이 4.6m인 프로토타입은 최대 5㎾의 전력을 생산할 수 있으며 1년 테스트 기간 동안 14.6㎿h의 전력을 생산했습니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com