우창엔지니어링(대표 정원석)이 포항산업과학연구원(RIST·원장 우종수), 코헥스(대표 최영종)와 공동으로 산업현장에서 버려지는 열을 이용해 전기를 생산하는 열전발전시스템을 개발했다.
열전발전시스템은 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 시스템이다.
제철소나 화력발전소, 폐기물소각로 등에서 발생하는 막대한 폐기열을 직접 전기로 변환해 활용할 수 있다는 점에서 차세대 친환경 에너지로 각광받고 있다. 일상생활에서는 폐열을 활용해 자동차 효율을 높이거나 체온을 휴대폰 전원으로 활용할 수 있는 기술이다.
이 회사가 공동연구를 통해 개발한 열전발전시스템은 열전발전스택(Stack)과 최대전력점추종(MPPT) 알고리즘 및 전력제어기를 적용한 일체형 시스템이다.
반도체 소자 양단에 온도를 가해 ‘제벡효과(반도체의 양끝을 접합해 온도차를 줘 회로에 전력을 발생시키는 것)’로 전력을 발생시키는 원리로 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 고체발전방식이다.
이 시스템은 현재 180도 폐열을 이용해 5㎾의 전력을 생산할 수 있다. 발전 시 소음과 공해가 전혀 발생하지 않고 기계적 장치가 없어 유지보수비가 적게 드는 게 장점이다.
산업현장에서 실증시험도 마쳤다. 지난해 말부터 포항제철소 2열연공장의 2가열로에 이번 열전발전시스템을 적용, 가열로 1기에서 배출되는 285도의 열에서 5~6㎾의 전력을 안정적으로 생산했다.
RIST는 각종 제철공정에서 발생하는 다양한 폐열을 활용, 자가발전과 신재생에너지, 열병합발전 등 분산발전에 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.
강덕홍 RIST 에너지연구그룹 수석연구원은 ”열전발전시스템은 선진국을 중심으로 점차 시장이 형성되고 있는 시점”이라며 “제조단가를 줄이고 사물인터넷 기술을 적용한 무인운전기술 등을 추가 연구해 조선 산업분야 등 적용범위를 점차 넓혀갈 것”이라고 말했다.
우창엔지니어링과 RIST는 이번 열전발전시스템 개발을 시작으로 제철소뿐만 아니라 조선과 항공기, 자동차 등 열이 발생하는 모든 분야에 적용할 수 있는 상용화 제품을 지속적으로 개발할 계획이다. 이를 위해 정부 과제사업도 준비 중이다.
정원석 우창엔지니어링 사장은 “열교환기와 최대전력점추종 알고리즘, 전력제어기를 적용해 5㎾ 전력을 생산하는 열전발전시스템은 국내 처음”라며 “이번 성공적 실증시험을 기반으로 다양한 산업분야에서 활용할 수 있는 제품을 개발할 계획”이라고 말했다.
우창엔지니어링은 산업용제어계측기기와 전기차 전장품, 전력제어기기, 군 관련 정원공급 및 차량용 발전장치 등을 생산, 지난해 100억여원 매출을 올렸다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
