태양광 발전으로 얻은 전기에너지를 사용해, 전력 인프라가 없는 지역에도 담수화 시스템을 공급하는 방법을 매사추세츠공대(MIT) 연구진이 고안했는데, 전력 효율이 좋고 배터리가 필요 없는 것이 특징으로, 바다에서 멀리 떨어진 내륙부에 도입이 전망되고 있다.
MIT 팀이 개발한 해수담수화 시스템은, 전기장을 이용해 물에서 염이온을 제거하는 방법인 '전기투석'을 기반으로 하며, 이러한 탈염 시스템은 과거에 다양한 기자재로 채용되고 있지만, 이번에 개발된 시스템의 특징은 태양광 발전에 특화되어 있다는 것에 있다.
via https://www.nature.com/articles/s44221-024-00314-6
MIT 팀의 시스템에는 '플로우 커맨드 커런트 컨트롤'이라고 불리는 제어 모델이 내장되어 있고, 1초에 여러 번 탈염 속도를 조정할 수 있다. 이를 통해 시스템은 태양의 움직임에 맞춰 작동할 수 있으며, 전력의 과잉을 검출하면 물을 퍼 올리는 속도를 높이고, 반대로 태양광이 차단돼 전력이 부족하면 효율을 낮출 수 있다.
빠른 응답성을 실현한 것으로, 솔라 패널로부터 얻은 전기 에너지 중 평균 94%이상을 낭비 없이 사용하는 것이 가능하게 되어 있으며, 게다가 배터리나 태양광 발전 이외의 보조 전원을 필요로 하지 않고 작동하는 것도 특징의 하나로, 이 특징만으로 「축전에 의존하는 종래의 해수 담수화 시스템과는 구별을 긋고 있다」라고 한다.
MIT 팀은 "기존 담수화 기술은 안정적인 전력을 필요로 하고 태양광 발전과 같은 변동 전력을 보충하기 위해 배터리가 필수적이었는데, 우리 시스템은 태양과 동기화해 소비전력을 끊임없이 변화시킴으로써, 태양광 발전을 직접적이고 효율적으로 이용해 물을 만들 수 있습니다"라고 말하고 있다.
또, 이 시스템은 해수와 담수의 중간의 염분을 가지는 「기수」에 특화하고 있는 것도 특징인데, 연구에 참여한 MIT 학생이 말하길, 지하수는 기후변화로 인해 예전보다 염분 농도가 높아지고 있다는 것. 전력에 대한 접근성이 충분하지 않고, 지하수에 의존하고 있는 개발도상국에서 재생에너지를 사용하여 물을 담수화하는 시스템은, 지역에 깨끗한 물을 가져오는 간단한 전략이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
