태양에너지와 소금 배터리
KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-12-29
바람과 태양으로부터 에너지를 얻는데 있어 가장 큰 문제점으로 지적되고 있는 것은 바로 저장장치이다. 심방전 배터리(Deep cycle batteries)는 작은 규모에서는 잘 작동한다.

참고로 심방전 배터리는 한 번 충전하면 오랜 시간 동안 재충전하지 않고 방전될 때까지 사용하다 다시 충전하는 배터리를 일컫는다. 전기 골프카, 공항용 실내 전동차, 물류창고 전동지게차 등에 쓰이는 배터리가 이와 같다. 이와 대조적으로 배터리 용량의 일부분을 방전하고 즉시 다시 충전 받는 형태인 사이클 서비스(Cycle service) 배터리가 있다. 보통 자동차용 배터리라고 부르는데, 시동, 조명, 점화가 그 주된 기능이다.

그런데 심방전 배터리는 대용량으로는 현재까지 경제적이지 못하다. 태양이 비치지 않을 때나 바람이 불지 않을 때를 대비해 미리 전기를 대용량으로 저장해 둘 필요가 있으나 아직 그 기술이 상당부분 부족한 것이 현실이다.

이 문제에 있어 ‘녹은 소금(molten salt)’이 몇 가지 해답을 쥐고 있다. 소금을 기반으로 한 태양 발전소에서는 탑 꼭대기에 위치해 있는 리시버(receiver)에서 태양의 열에너지를 최대로 많이 받을 수 있도록 태양을 포커싱(focusing)하는 헬리오스탯(heliostats: 2장의 거울로 천체의 빛을 망원경에 도입하는 장치)이 있다.

이 장치를 통해 집중화된 태양열은 보통 섭씨 500도까지 올라가서 리시버 안의 소금을 녹게 만든다. 이 녹은 소금은 필요할 때까지 저장되는 특정 열 탱크로 들어가 며칠 동안 98%의 열효율을 유지하게 한다.

그리고 이 열은 일반적인 발전기 형태인 증기발전기를 돌리는데 사용된다. 이 소금은 효과적으로 거대한 열 배터리의 역할을 수행하는 것이고, 석탄 화력발전소와 유사한 형태로 전기를 생산하는 것이다. 그럼으로써 온실가스 방출도 없앨 수 있고, 다른 환경 피해도 막을 수 있다.

녹은 소금을 활용한 태양에너지 기술의 선도 역할을 수행하고 있는 Solar Reserve社에 따르면, 그 과정에서 사용하는 소금은 친환경적인 나트륨(sodium)과 질산칼륨(potassium nitrate)의 혼합물이다. 정원용 비료로 사용되는 요소와 동일한 것이다.

Solar Reserve社는 이 시스템이 석탄이나 천연가스와 같은 화석연료 가격 또는 그 이하 수준에서 전기를 생산할 수 있게 할 것이라고 주장한다. Solar Reserve社는 현재 1억4,000만 달러를 추가 조달했으며, 2010년 말까지 첫 상업용 규모의 프로젝트들을 착수할 것이다. 각 프로젝트 당 10만 가구에 전기를 생산할 수 있을 것으로 보고 있다.