바다의 힘 활용

향후 수십 년 동안 글로벌 지속 가능성 목표를 달성하기 위해 재생 에너지 혁신 기업들은 점점 커지는 연안 지역 공동체를 위한 안정적인 에너지원으로 바다의 파도를 생각하고 있습니다.

팀켄은 바다의 힘을 활용하는 이 새로운 기술의 물결에 영향을 미치고 있습니다. 올해 초 팀켄에 인수되었으며 Nadella, Durbal, Chiavette Unificate, Shuton, Ipiranga 등 혁신적인 모션 솔루션 브랜드 포트폴리오를 보유하고 있는 Nadella Group은 청정 에너지를 위한 CorPower Ocean의 최신 혁신을 지원하기 위해 세계 최대 볼 나사 중 하나를 개발했습니다.

현재 Nadella Group 엔지니어들은 스웨덴에 본사를 둔 CorPower Ocean과 협력하여 6층 건물 높이만큼의 파동 에너지를 변환하는 기술의 일종인 새로운 포인트 업소버를 최적화합니다. 고급 프로토타입에는 고도로 맞춤화된 Shuton^® 브랜드 볼 나사가 장착되어 있으며, 현재 포르투갈 아구카도우라 근처 대서양에서 현장 테스트 중입니다.

볼 나사는 조석 변동 주기를 보완하는 기계식 액추에이터 역할을 하며 장치가 수중의 최적화된 위치에서 유지되도록 합니다. 전체 디자인은 사람의 심장이 펌핑하는 모습에서 영감을 받았습니다. 어떻게 작동하는지 살펴보세요.

CorPower Ocean의 고효율 파력 에너지 변환기는 바다의 파도에서 전기를 끌어냅니다. 이 동영상은 CorPower C4 기술의 작동 원리를 보여줍니다.

2020년부터 Nadella Group 산하에 있는 Shuton은 엔지니어링 및 재료 선택에서 고객과 협력하여 CorPower 프로토타입에서 하중 전달을 가능하게 하는 Shuton 볼 나사 설계를 제안했습니다.

지속 가능한 미래를 위한 큰 발전

에너지 엔지니어들은 1890년대부터 파력 실험을 해오고 있습니다. 최근까지 발전을 방해한 두 가지 주요 문제는 거친 바다로 인한 장비 손상 그리고 작동하는 제조 솔루션의 높은 복잡성과 비용이었습니다.

CorPower Ocean의 설계는 이 두 가지 문제를 모두 해결합니다. CorPower Ocean 파력 에너지 변환기는 방풍 모드에서 작동할 수 있고, 이때 들어오는 파도에 그대로 적응하도록 “디튠”됩니다. 이는 풍력 터빈이 매우 강한 바람이 불 때 과도한 하중으로 손상을 입지 않도록 “생존 모드”에서 블레이드를 피칭하는 방법과 비슷합니다.

Nadella의 Shuton 브랜드 볼 나사 포트폴리오 부문을 담당하고 있는 상업 책임자인 Pako Juaristi는 풍력 터빈과 마찬가지로 파동 에너지 변환기도 거대하다고 말합니다. 이 변환기의 구성 요소와 변환기가 견뎌야 하는 힘도 엄청납니다.

Juaristi는 이렇게 설명합니다. “세계 어디에서도 최대 8,000킬로뉴턴의 하중을 지원하는 이런 사양의 볼 나사는 없습니다. 우리 포트폴리오의 평균 표준 볼 나사 너트 길이는 약 200mm(7.9인치)입니다. 너트만 해도 길이가 1미터로 거의 5배 더 큽니다. 전체 구성 요소에는 11미터 길이(36피트)의 샤프트에 조립된 18개의 하중 지지 볼 회로가 있습니다. 굉장히 큰 겁니다.”

Shuton 브랜드 볼 나사 설계는 스페인 몬드라곤대학교의 설계 컨설턴트이자 연구 업체인 CorPower가 만든 복잡한 시뮬레이션에서 정보를 얻었습니다.

거대한 프로토타입을 만들기 위해 Nadella Group 엔지니어들은 제조 공정에 대한 깊이 있는 지식을 활용하고 이 규모의 구성 요소를 가공할 수 있는 특수 툴링을 개발했습니다.

보다 안정적인 재생 에너지 믹스

최고의 기업들이 초기 설계 개념과 다양한 기술을 입증하기 시작하면서 파력 에너지 시장이 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 그리고 몇몇 기업은 그 어느 때보다 많은 발전을 이루었지만 CorPower는 보호 디튠 기능으로 인해 현재 선두 업체로 꼽힙니다.

궁극적으로 파력 에너지는 풍력이나 태양광보다 더 일관되고 예측 가능한 에너지원이 될 것으로 예상됩니다. 바람이 불지 않거나 해가 비치지 않으면 생산력이 줄어들 수 있는 이러한 에너지원과 달리 바다의 파도는 항상 움직입니다. 또한 파력 에너지는 더 유연하고 안정적인 재생 에너지 믹스를 위해 다른 에너지원을 보완할 수도 있습니다.

Juaristi는 “파도는 전 세계적으로 재생 가능 에너지를 보다 실용적으로 만드는 마지막 퍼즐 조각이 될 수 있다”며 “우리는 첫 번째 프로토타입에서 알게 된 정보를 바탕으로 이 기술의 2세대 작업을 이미 진행하고 있으며 이 작업에 참여하게 되어 매우 기쁘다”고 말했습니다.

Published: 2023/09/18