태양광 우주발전소 80년대안에 실용화될듯

본격적인 우주자원 이용시대가 열리고있다. 1957년 세계최초의 인공위성 스푸트니크호가 소련에서 발사된지 26년. 계획대로 된다면 80년대는 인간이 최초로 외계의 에너지자원을 이용하기 시작한 시대로 기록될것이 틀림없다. 지난20일 소련과학아카데미회원인 에너지학자 「바실리·미신」은 소련이 수년내로 우주에 태양광발전소를 건립할 수 있을 것이라고 밝혔다.
미국도 80년대에 우주태양광발전소를 쏘아올리는것을 목표로 이미 70년대말부터 미항공우주국(NASA)이 민간항공기제작회사와 함께 그계획을 진행해왔다.
무진장한 태양에너지를 우주발전소에서 전기로 만들어 지구로 송신, 사용한다는 우주전기란 어떤것이며 그계획은 어디까지 와있을까.
인류가 현재 의존하고있는 에너지원은 크게 석유(석탄)·핵연료·태양에너지등 3가지로 구분할 수있다 (수력발전도 태양에너지의 한 형태에 불과하다). 아직까지 우리는 대부분의 에너지를 석유에 의존하고 있지만 70년대에 겪었던 석유파동과 한정된 석유매장량에 대한 인식, 공해문제등은 새로운 에너지원개발을 촉진시켰었다. 그중에서도 태양에너지는 무한한 무공해에너지로 각광을 받고 있다.
그동안 태양에너지가 이용되어온 형태는 댐저수·목재연료등 자연계의 에너지순환을 통한 간접적인 방법이 대부분이었으며 직접적인 태양에너지이용도 온실·제염등과 같은 극히 원시적이고 미미한 것에 불과했다. 태양에너지를 직접 동력원으로 전환시켜 이용하려는 노력으로 나타난 첫번째 시도가 태양열발전소.
반사거울로 태양열을 모아 터빈을 돌려 전력을 공급하는 것이다. 프랑스의 피레네산맥과 미국의 캘리포니아주 모하비사막에 각각 1천kw의 발전용량을 가진 태양열발전소가 가동중이다.
그러나 지상에서 태양에너지를 이용하고자할때 가장 곤란한 점은 밀도가 엷다는 희박성과 흐린날에는 소용이 없다는 간헐성등의 문제다.
따라서 태양열발전소도 희박성과 간헐성등을 극복하기 위해서는 날씨의 영향을 덜받는 사막지대에 수천개의 집광경을 늘어놓아야 하는 제한성이 생긴다.
지구에 도달한 태양에너지중 지표면에 도달하는 것은 22%에불과하지만 지구주위의 우주공간은 밤낮의 구별이 없고 흐리거나 비가 오는등 기상의 변화도없어 그야말로 무진장한 태양에너지를 사용할수 있기때문이다.
이러한 우주태양광발전소계획중 가장 야심적인 것은 NASA가 80년대에 발사할 우주공간 정지궤도의 발전위성.
적도위 3만5천8백km의 궤도를 돌도록 태양광발전위성을 띄워놓으면 이 위성이 한바퀴 도는데 걸리는 시간이 24시간으로 지구의 자전주기와 같아 지상에서보면 늘 정지해 있는것처럼 보이고 지구에서 멀리 떨어져 있기때문에 위성이 지구의 그림자에 가려지는 시간은 5∼10분정도에 불과해 거의 하루내내 지구의 한지점으로 송전이 가능하다는 점이다.
NASA는 이미 지난78년부터 보잉우주회사와 그루먼항공회사등에 연구비를 지급, 이같은 계획을 진행해왔다.
보잉사가 구상하고 있는 발전위성은 넓이 약80평방km (3·3km ×24km·서울강남구의 넓이가 87·92평방km)짜리 빨래판형.
성능이 우수한 태양광전기변환반도체를 촘촘히 붙여 만든 이발전판 양쪽긑에는 지름 수백m짜리 접시형 송전기가 붙어있어 발전소에서 만든전기를 마이크로웨이브로 바꾸어 지상으로 보낸다.
그러면 지구상에서는 크기가 한쪽이 8km, 다른 한쪽이 12km나되는 그물형안테나로 우주발전소에서 보낸 마이크로파를 잡아 다시 전기로 바구어 각 가정이나 공장으로 보낸다는 구상이다.
NASA는 이 우주발전소의 발전용량을 1천만kw로 잡고있다. 이 양은 현재 우리나라의 총발전량과 비슷한 것.
또 그루먼사는 크기가 5·5km, 4·8km에 깊이가 1백80m인 바구니형 발전판 2개를 커다란 봉으로 연결한 형태의 발전위성을 구상하고 있다.