육상·수상 넘어 하늘까지 넘보는 신재생에너지

기사입력 : 2018년11월12일 06:00

최종수정 : 2018년11월12일 06:00

성층권 나는 '태양광 무인 항공기' 등장
구글·페이스북은 통신망과 결합
2014년 시범운영 '공중풍력발전기', 12가구에 반값으로 전기 제공
성층권의 낮은 온도, 고고도 상공 거센 바람 견디는 기술 '과제'

[세종=뉴스핌] 최온정 수습기자 = 자연의 한계를 극복하기 위한 신재생에너지의 공세가 거세다. 육상·수상 발전을 넘어 '공중권'으로까지 영역이 넓어지고 있다.

국내에 설치된 육상태양광·풍력발전의 발전효율은 각각 평균 15%, 25%에 불과해 원전의 발전효율인 85%에 훨씬 못미치는 수준이다. 최근에는 산림훼손 등의 문제가 부각되면서 신재생에너지의 효율성에 대한 논란이 이어지고 있다. 이를 타개하기 위해 새롭게 부상한 것이 해상태양광 및 해상풍력이다.

당진화력본부 내 건설된 3.5MW급 제2회처리장 수상태양광 발전소[자료=동서발전]

수상·해상태양광은 수면의 냉각효과로 열에너지에 취약한 지상태양광의 한계를 극복하는 효과가 있다. 또 해상풍력은 해상에서 지형이나 장애물 등의 영향이 없어 바다에서 바람이 더 세다는 장점이 있다. 두 가지 발전 모두 산림 훼손을 줄일 수 있다는 건 덤이다.

12일 에너지업계에 따르면 국내에서는 2011년도부터 저수지·댐·유수지 등에 수상태양광이 설치되기 시작했고, 작년 9월에는 국내 최초의 상업용 해상풍력단지인 '탐라해상풍력'이 제주도에서 가동을 시작했다.

올해는 에너지기술평가원이 주축이 돼 시화호 지역에 해상태양광 적용 가능성을 따져보는 실증연구도 시작됐다.

실제로 현재 가동중인 수상태양광의 발전효율은 16.5%, 해상풍력발전은 30%로 육상에 비해 발전효율이 더 높다.

그러나 발전효율을 더욱 끌어올리려면 태양광은 일사량, 풍력은 바람의 세기가 강한 곳에 설치돼야 한다. 이에 미국·일본·유럽 등 해외에서는 신재생에너지의 다음 영역으로 '공중'을 주목하고 있다. 태양광·풍력 모두 하늘로 올라갈수록 발전량이 높아진다는 이유에서다.

◆ 성층권 일사량 높아 태양광 발전효율↑…풍력은 고도 높아질수록 바람 세져

이론적으로 태양광은 빛의 굴절·감쇄가 없고 대기현상이 일어나지 않는 성층권에 설치될 때 더 많은 에너지를 만들어낼 수 있다. 풍력 또한 상공의 바람이 지상보다 강해 2배 이상의 발전량을 기대할 수 있다.

이에 국내외에서는 비록 상업운전으로 이어지진 않았지만 공중에서 태양광·풍력발전을 이용해 생산하려는 연구가 꾸준히 진행되고 있다.

공중 태양광발전은 '태양광 비행기' 개발과 함께 그 잠재성이 드러나고 있다. 성층권 높이에서 지속적으로 태양에너지를 얻을 수 있다는 점이 주효했다.

외신에 따르면 독일의 초경량 비행기 제조사인 피씨에어로(PC-Aero)는 현재 성층권 비행이 가능한 태양광 비행기를 개발 중이다.

피씨에어로의 골로간 CEO는 "성층권 높이에서는 구름이나 바람의 영향을 받지 않고 지속적으로 태양 에너지를 얻을 수 있다"며 "이 계획이 성공한다면 가까운 시일 내에 저렴한 비용으로 성층권 여행이 가능해질지도 모른다"고 기대했다.

국내에서도 한국항공우주연구원이 지난 2016년 성층권을 비행하는 '태양광 무인기’를 띄워 90분 비행에 성공했다. 구글·페이스북는 태양광 무인 항공기를 개발해 저개발 국가의 새로운 통신망으로 무인 항공기를 이용한다는 계획을 세우고 있다.

공중 풍력발전은 미국의 벤처기업인 알타에로스 에너지스(Altaeros Energies)가 가장 앞서나가고 있다. 이 회사는 지난 2014년 헬륨가스를 넣은 원통형 풍선에 발전용 날개를 달아 상공 100~600m 높이에서 전기를 개발하는 실험을 알래스카에서 18개월간 진행했다.

실험 결과 1기당 30kW의 전력 생산이 가능했고, 실험 기간동안 12가구가 사용할 수 있는 양의 전기가 생산됐다. 더욱이 12가구는 풍부한 발전량을 기반으로 기존 전기요금의 반값으로 생산된 전력을 사용할 수 있었다.

영국 킹스턴 대학의 호세인 밀자이(Hossein Mirzaii) 박사는 이 실험결과를 두고 "더 높은 고도인 1km 상공에서 풍력발전기를 돌리면, 풍속이 2배가 되기 때문에 발전가능한 전력량이 8배가 될 것"이라고 전망하기도 했다.

◆ 과제는 '기기 안전성'...성층권의 낮은 온도, 고고도 상공 거센 바람 견뎌야

물론 한계가 없는 것은 아니다. 태양광 발전은 하루 중 해가 떠있는 시간에만 전기를 모을 수 있어 발전된 전력을 저장할 수 있는 리튬 배터리가 함께 필요하다. 또한 성층권까지 높이 올라갈 경우 대기압이 지표의 5%에 불과하고, 기온이 영하 70도까지 떨어져 기술적 보완이 절실하다.

풍력발전 또한 발전된 전력을 송배전망을 통해 전달하는 과정에 손실이 발생할 수 있어 한계가 있다. 또한 바람의 세기가 높아지면 발전기의 안전성을 보장할 수 없다는 문제도 있다. 알타에로스 에너지스가 개발한 공중풍력발전기의 경우, 시속 70km를 넘어서면 발전기의 안전성을 담보할 수 없다.

onjunge02@newspim.com

[관련기사]

[관련키워드]

태양광 풍력 신재새에너지 무인항공기 구글 페이스북 수상태양광 항우연

GAM - 해외주식 투자 도우미

[미국 특징주] 씨스퀘어, IPO 공모가 21달러 확정…희망가 밑돌아

이지젯 인수전 격화, 아폴로 참전에 가격 인상 압박

[홍콩 대장주] 메이퇀 ③ 신성장 동력의 '폭발적 성장'

[홍콩 대장주] 메이퇀② 실적은 고속 상승, 밸류는 역대 저점

[뉴스핌 베스트 기사]

사진

[단독] 'Z플립8'에 주름 개선 신기술 뺐다 [서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자가 폴더블폰의 고질적인 화면 주름을 줄이기 위해 '플렉스 티타늄'을 도입했지만, 접힘부 굴곡과 단차에 대한 소비자 불만이 이어져 온 갤럭시 Z플립8은 제외됐다. 고급 기술을 상위 제품에 먼저 적용해 제품 간 차별화를 두는 전략은 기존에도 활용해 왔다. 다만 화면 주름 개선은 새로운 편의 기능을 추가하는 것과 달리 폴더블폰의 기본 사용감과 완성도에 직결된다는 점에서 이번 선별 적용의 배경에 관심이 쏠린다. 업계에서는 폴드와 플립의 서로 다른 패널 구조와 접힘 방향, 별도 설계·내구성 시험, 양산 검증 과정이 영향을 미친 것으로 보고 있다. 전작 기준 폴드7이 플립7보다 출고가가 약 89만원 높아 신기술 비용을 상대적으로 흡수하기 수월하다는 점에서 원가 부담 가능성도 거론됐지만, 삼성 측은 직접적인 이유는 아니라는 입장이다. ◆ 같은 폴더블이지만 구조는 달라 16일 업계에서는 플렉스 티타늄이 플립8에 적용되지 않은 이유로 폴드와 플립의 서로 다른 디스플레이 구조를 꼽고 있다. 플렉스 티타늄은 기존 부품의 소재만 바꾸는 기술이 아니다. 유기발광다이오드(OLED) 패널 아래에 티타늄 합금 필름을 넣고, 디스플레이 모듈을 받치는 플레이트에도 티타늄을 적용하는 새로운 적층 구조다. [AI 인포그래픽=김정인 기자] 티타늄 플레이트에는 화면을 반복해서 접고 펼칠 수 있도록 미세한 구멍을 촘촘하게 가공한다. 구멍의 크기와 간격, 배열은 패널이 접힐 때 받는 힘과 접힘 반경에 맞춰 설계해야 한다. 폴드는 화면을 세로 방향으로 접지만 플립은 가로 방향으로 접는다. 화면 크기와 비율, 접힘부위 길이, 힌지 구조와 내부 부품 배치도 서로 다르다. 폴드용으로 설계한 티타늄 플레이트와 미세 홀 구조를 단순히 줄여 플립에 그대로 적용하기 어려운 이유다. 업계에서는 플립에 같은 기술을 넣으려면 제품 형태에 맞춘 구조 설계와 내구성 시험, 양산 검증을 별도로 거쳐야 할 것으로 본다. 플립형 제품에 기술을 적용할 수 없다는 의미라기보다 이번 세대에서는 폴드용 구조의 개발과 양산 적용이 먼저 이뤄졌다는 분석이다. ◆ 원가보다 별도 설계·검증에 무게 플립8 미적용 배경으로 원가 부담 가능성도 거론됐다. 전작 기준 갤럭시 Z폴드7의 국내 출고가는 256GB 모델이 237만9300원으로, 148만5000원인 Z플립7보다 89만4300원 높았다. 업계에서는 상대적으로 가격대가 높은 폴드가 신기술 적용에 따른 부품비와 공정비 부담을 흡수하기 수월했을 가능성을 제기한다. 다만 삼성 측은 원가가 플렉스 티타늄 적용 모델을 가른 직접적인 배경은 아니라는 입장인 것으로 전해졌다. 삼성전자가 지난해 출시한 갤럭시 Z폴드7. [사진=뉴스핌DB] 수율도 변수로 꼽힌다. 새로운 적층 구조를 적용하려면 티타늄 필름과 플레이트, 접착층이 일정한 품질로 결합돼야 한다. 패널 크기와 접힘 방향이 달라지면 제조 공정과 검사 기준도 다시 맞춰야 한다. 업계에서는 폴드8에서 양산성과 내구성을 먼저 확인한 뒤 플립형 제품으로 확대하는 방식이 생산 부담을 줄일 수 있다고 본다. 차기 플립 모델의 적용 여부와 시기는 아직 정해지지 않은 것으로 알려졌다. ◆ 판매 비중 커진 폴드에 우선 적용 폴드의 넓은 화면도 신기술 우선 적용 배경으로 꼽힌다. 폴드는 펼친 상태에서 영상과 문서, 여러 애플리케이션을 동시에 사용하는 제품이기 때문에 화면 평탄도가 제품 완성도에 미치는 영향이 크다. 접힘부위가 길고 디스플레이 면적도 넓어 화면 전체를 균일하게 받쳐주는 하부 지지 구조도 중요하다. 삼성전자는 강성이 높은 티타늄 합금 필름과 플레이트를 함께 적용해 화면 주름과 내구성, 제품 두께를 개선했다고 설명했다. 최근 폴드의 판매 비중이 커진 점도 눈에 띈다. 지난해 국내 사전판매에서 갤럭시 Z폴드7과 Z플립7은 총 104만대가 판매됐다. 이 가운데 폴드7이 60%, 플립7이 40%를 차지했다. 삼성전자가 2019년 폴더블폰을 처음 출시한 이후 국내 사전판매에서 폴드가 플립을 앞선 것은 처음이었다. 얇고 가벼워진 폴드7의 판매가 늘어난 가운데 차세대 디스플레이 기술도 폴드8에 먼저 적용된 셈이다. ◆ 소비자 불만 남은 플립…차기 모델 주목 플립8이 신기술 적용 대상에서 제외되면서 소비자들이 체감해 온 문제를 고가 폴드 제품부터 개선한다는 비판은 피하기 어렵게 됐다. 플립은 접었을 때 크기가 작고 휴대가 편리해 폴더블폰 대중화를 이끈 제품이다. 하지만 사용 기간이 길어질수록 화면 중앙의 접힘부위가 평평하게 유지되지 않고 굴곡이 도드라진다는 불만이 이어져 왔다. 화면을 위아래로 넘길 때 손가락에 단차가 느껴지거나 접힌 부분이 살짝 솟아오른 듯한 이질감이 생기고, 밝은 곳에서는 접힘 자국이 더 선명하게 보여 사용감을 떨어뜨린다는 지적이다. 폴드8에서 플렉스 티타늄의 양산성과 실제 주름 개선 효과가 확인되면 플립형 제품에 맞춘 구조를 별도로 개발해 차기 제품으로 확대할 가능성이 있다. 다만 플립용 설계와 시험이 추가로 필요한 만큼 내년 출시 제품에 곧바로 적용된다고 단정하기는 이르다. 삼성전자가 지난해 출시한 갤럭시 Z플립7. [사진=삼성전자] ◆ 폴더블로 확대되지 않은 프라이버시 기능 갤럭시 S26 시리즈에서 처음 선보인 프라이버시 디스플레이는 차세대 폴더블 라인업으로 이어지지 않았다. 폴드8과 플립8 모두 적용 대상에서 빠졌다. 프라이버시 디스플레이는 사용자가 지정한 상황에서 화면의 시야각을 좁혀 옆 사람에게 내용이 잘 보이지 않도록 하는 기술이다. 비밀번호를 입력하거나 금융 서비스를 이용하는 등 민감한 정보를 다룰 때 화면 노출을 줄이는 데 초점을 맞췄다. 폴드는 화면을 펼쳐 문서나 메시지, 여러 애플리케이션을 동시에 사용하는 경우가 많아 주변에서 화면을 볼 수 있는 범위도 넓어진다. 이 때문에 프라이버시 디스플레이가 폴더블의 대화면 활용성을 보완할 기능으로 꼽혔지만 이번 신제품에는 반영되지 않았다. 삼성전자가 해당 기술을 향후 폴더블 제품군까지 확대할지는 아직 확인되지 않았다. 차기 제품에서 적용 범위가 넓어질지 주목된다. kji01@newspim.com 2026-07-16 11:37

사진

'육해공 통합' 4년제 사관학교 대전 자운대에 세운다 [서울=뉴스핌] 오동룡 군사방산전문기자 = 국방부가 16일 '국방교육 대개혁'을 표방하며 육·해·공군 사관학교를 대전 자운대 일대에 통합하는 '국군사관학교 창설 기본계획'을 공식 발표했다. 미래 안보환경 변화와 전시작전통제권(전작권) 회복 이후 한미연합방위체제를 이끌 장교를 양성하기 위해, 기존 각 군 사관학교를 "최고 수준의 첨단 통합 사관학교"로 재편하겠다는 구상이다. 국방부는 이번 계획을 "국방교육 대개혁의 첫걸음이자, 사관학교 교육체계 전반을 재설계하는 도약적 혁신"이라고 규정했다. 안규백 국방부장관이 지난 2월 20일 오전 충남 계룡대 대연병장에서 열린 육·해·공군 사관학교 통합임관식에서 축사를 하고 있다. [사진=국방부 제공] 2026.07.16 gomsi@newspim.com 국방부는 문제 인식의 출발점으로 "지금 변화하지 않으면 미래는 없다"고 규정하며, "각 군 사관학교 병립 체계가 자원 중복과 분산투자를 초래하는 구조적 비효율을 낳고 있다"고 진단했다. 현행 육·해·공군 사관학교는 각각 약 700~1000명 규모로 일반 종합대학 단과대 수준에 불과하지만, 총 2900여 명의 생도를 양성하기 위해 3명의 3성 장군을 포함한 7명의 장성, 약 3000여 명의 지원 인력을 유지하고 있어 "규모 대비 지휘·지원 구조가 비대하다"는 것이 국방부 판단이다. 국방부는 또한 "전쟁 양상이 지·해·공을 넘어 우주, 사이버, 전자기스펙트럼 등 '다영역 통제 능력'을 요구하는 시대로 급변하고 있는데도, 사관학교 교육체계는 여전히 군종별로 분절된 구조에 머물러 있다"고 지적했다. 새로 출범할 국군사관학교는 대전 자운대 지역에 통합 신설되며, KAIST와 국방과학연구소(ADD), 항공우주연구원, 천문연구원, 전자통신연구원, 원자력연구원 등 주요 연구기관이 밀집한 과학기술 클러스터와 연계된 '스마트캠퍼스'로 설계된다. 국군사관학교 예상 조감도. [그래픽=국방부 제공] 2026.07.16 gomsi@newspim.com 국방부는 "분산·노후화된 기존 육·해·공군 사관학교 시설을 하나로 모아 과감한 집중투자를 단행, 규모의 경제가 실현된 세계 최고 수준의 통합 교육 플랫폼을 만들겠다"고 밝혔다. 교육과정은 우주·사이버·전자기스펙트럼을 포함한 AI 기반 전영역 작전을 주도할 수 있는 각 군 특성화 교육과, 전작권 회복 이후 한미 장병을 주도할 수 있는 국제 감각·소양 함양 과정으로 재설계된다. 국방부는 "현재 약 24% 수준인 사관학교 민간교수 비율을 점차 50% 이상으로 끌어올리고, 국립대학 수준 처우를 보장해 최고 석학이 장교 양성 일선에 참여하도록 하겠다"고 밝혔다. 통합 국군사관학교를 중심으로 간호사관학교, 첨단사관학교, 학군·학사장교 과정 등 다양한 교육 코스를 수용하는 '국방교육 허브'로 장기 발전시키고, 상징성이 큰 기존 사관학교 시설과 기념공간은 보존·활용 방안을 병행 마련한다는 계획이다. 국방부는 "전작권 회복 이후 한미연합방위체제를 이끌 주역을 길러내는 세계적 수준 첨단 사관학교로 도약하겠다"며 "국민 의견을 적극 수렴하는 열린 절차로 국방교육 대개혁을 추진하겠다"고 덧붙였다. gomsi@newspim.com 2026-07-16 10:12