보일러를 발전기로…스털링엔진/발전기 국내 첫 개발

[헤럴드경제=정찬수 기자] 가정용 보일러를 소형발전기로 사용할 수 있는 기술이 국내 최초로 개발됐다. 누진제를 적용하는 가정환경에서 전기료를 획기적으로 절감할 수 있는 제품이 나올 것으로 기대된다.

미래창조과학부 산하 한국기계연구원은 극한에너지기계연구실 박성제 박사팀이 선형방식의 발전기 기술을 이용해 1kW급 전기출력을 발생하는 스털링엔진/발전기가 국내 최초로 개발됐다고 27일 밝혔다. 기존 가정용 보일러에 온수와 1kW의 전기를 동시에 생산할 수 있는 원천기술을 국산화했다는 점에서 의미가 크다.

스털링엔진/발전기는 현재 선진국 소수의 업체에서 독점적으로 생산하고 있다. 해외 제품은 스털링엔진에 단방향 선형발전기를 접목한 방식이 대부분이다. 하지만 박성제 박사팀이 개발한 선형발전기는 양방향으로, 전기출력과 효율을 그대로 유지하면서 진동과 소음을 획기적으로 줄인 것이 특징이다.

한국기계연구원 박성제 박사가 가정용 소형 스털링엔진의 피스톤을 설명하고 있다.

스털링엔진이란 피스톤과 실린더로 이뤄진 공간 안에 헬륨이나 수소를 넣어 밀봉하고, 외부에서 가열ㆍ냉각을 반복해 피스톤을 구동하는 외연기관이다. 연구팀은 직선운동을 회전운동으로 변환하는 과정에서 발생되는 손실을 줄일 수 있는 자유피스톤 방식으로 개발돼 제어능력이 향상됐다고 밝혔다. 연속 연소가 가능해 소음ㆍ진동 뿐만 아니라 유해가스 배출이 적고 내구성이 우수하는 점도 장점이다.

스털링엔진/발전기는 엔진구조가 단순해 대량생산 시 생산비가 저렴할 것으로 전망된다. 태양열발전시스템과 군사ㆍ우주용 소형전원용은 물론, 자동자를 이용한 발전시스템 등 산업 분야의 파급효과도 크다. 연구팀은 향후 군사 분야의 이동전원용 초소형 발전기와 자동차ㆍ산업 폐열을 이용한 조온도차 발전기 개발에 주력할 계획이다.

박성제 박사는 “선진국을 중심으로 개발ㆍ보급이 확대되고 있는 초소형 열병합발전시스템을 국내에도 도입해 최대전력수요 감축과 온실가스 배출량 감소 등 연료수입 비용을 절약할 수 있을 것”이라며 “다종연료 사용이 가능하고 효율이 높아 국가 전력 수요 불균형에 큰 기여를 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

andy@heraldcorp.com

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