신기술
K-water, 1천㎾급 수력발전설비 국내 최초 개발
목포대 등 산·학·연 협업 최초 국산화 성공…기존 설비 전량 수입 의존
밀양권 프란시스 소수력 2호기에 적용…설비효율 10%·발전량 20% 향상
K-water(사장 이학수)가 목포대학교, ㈜신한정공과 함께 국내 최초로 1천㎾급 수력발전설비 국산화에 성공했다. 그간 발전용량 1천㎾급 이상의 수력발전기는 선진 외국 기업이 시장을 선점하고 있어 전량 수입에 의존해 왔다.
1천㎾급 수력발전설비의 1일 발전량은 3인 가족 기준 약 3천 가구가 하루 동안 사용할 수 있는 양에 해당하는 규모로, K-water는 지난 2013년‘국산 수력발전기의 성능향상을 위한 1천㎾ 이하급 프란시스 수차발전시스템 기술개발 및 실증’이라는 국가 연구개발(R&D) 사업에 착수, 약 4년 간의 연구 끝에 원천기술을 확보했다.
기술은 밀양권관리단 프란시스 소수력 2호기 발전시스템(650㎾)에 적용됐으며, 기존설비를 사용한 지난해 발전량과 확보된 원천기술을 활용한 올해 같은달 발전량을 비교한 결과, 설비 효율은 기존 75%에서 85%로 10% 향상되고 발전량은 기존 338㎿h/월에서 408㎿h/월로 약 20% 향상에 달하는 효과를 보였다. 이로써 수입대체 효과와 유지관리 비용 절감 효과를 얻게 됨은 물론, 해외 수출까지 기대된다.
K-water는 고효율 수차·유도발전기·제어시스템 등 소수력 프란시스 수차발전시스템의 효율을 향상시키는 핵심기술의 국산화를 목표로 성능시험과 실증을 맡았으며, 목포대학교가 설계, ㈜신한정공가 제작을 담당했다. 이후 ‘정부 3.0’ 기조에 맞는 산·학·연 간의 협업 과정에서 ‘설계→모델 성능시험→제작→현장실증’에 이르는 전 공정이 100% 국산화되었다.
과거 성능시험 및 실증과정은 국내에 제대로 된 시설이 없어 해외의 시험센터에 높은 비용으로 의뢰할 수밖에 없었으며, 특히 자금과 전문인력이 부족한 중소기업의 경우 단독으로 진행하기에 어려움이 많았다. 하지만 K-water의 시험센터에서 성능시험과 실증을 진행한 결과 기존 대비 약 11억 원의 비용이 절감되고 최대 8개월의 기간 단축이 가능해져 앞으로는 해외에 의뢰할 필요가 없어질 전망이다.
수력발전설비는 현재 경남 밀양시에 위치한 K-water 밀양댐관리단 소수력발전소에서 시험 운영 중이며, 개발 성과를 알리기 위해 지난 10월 19일 오후 3시 ‘수력발전설비 국산화 기술개발 성공 기념행사’를 밀양댐에서 개최했다. 한편, K-water는 이번 국산화 기술개발 성공을 바탕으로 2017년부터 시행될 5만㎾급 대규모 수력발전플랜트를 개발하는 국가 R&D 사업(국고 270억 원 투입)에도 참여해 기술개발에 앞장선다는 방침이다.
이학수 K-water 사장은 “이번 수력발전설비 개발은 그동안 전량 외국제품에 의존하고 있는 상황에서 산·학·연 협업을 통해 100% 국산화를 이뤘다는 데에 큰 의미가 있다”며, “앞으로도 산·학·연 협업을 통해 물 분야 기술을 선도하는 데 앞장설 것”이라고 밝혔다.
[『워터저널』 2016년 5월호에 게재]