항공기와 우주선의 장치로 쓰이던 군사용 목적의 부품이 일반화돼 농업용으로 활용할 수 있는 엔진이 개발돼 눈길을 모으고 있다. 작고 활용도 높게 개발된 ‘ST-5’, ‘ST-7’ 등의 스터링엔진 제품은 교토의정서에 따라 탄소배출량 거래가 본격화될 시기를 맞아 친환경 자재로서 미래의 에너지를 주도할 제품으로 예측되고 있다. 이에 본보는 일반용으로 개발된 스터링엔진에 대해 알아본다.



실린더 내 작동가스 밀봉후 가열
가스 팽창-수축으로 에너지 창출

1816년 영국의 목사 Robert Stirling에 의하여 제안되어진 엔진으로 실린더 내에 작동가스(공기, 헬륨 등)를 밀봉하고 외부에서 가열, 냉각시킴으로써 그 가스의 팽창과 수축에 따라 피스톤을 구동하여 기계적 에너지를 얻게 되는 외연기관이다.

이 엔진은 기름 없이 전기발전과 온수 등을 동시에 해결할 수 있다. 엔진 내 실린더에 공기를 밀봉하고 외부에서 바이오매스(왕겨, 볏짚, 톱밥, 동물배설물 등), 바이오가스, 태양열, 산업폐열 등을 이용하여 가열하면 실린더 내의 고온부와 저온부 공기의 팽창과 수축에 따라 피스톤을 구동하여 전기를 발전하고 온수까지 얻을 수 있는 지상 최대효율을 자랑한다.

크기는 가로 40㎝, 세로 40㎝, 길이 122㎝로 외연기관이다. 중량은 200㎏으로 무겁지 않고, 힘은 5마력으로 650RPM까지 가능하다.

시간당 나무 10㎏을 연소해 38㎾의 전기를 생산할 수 있으며, 오일없는 건베어링을 사용한다. 히터헤드의 온도가 650℃까지 올라가기 때문에 기존 엔진에 비해 1/4의 냉각수를 사용하면 된다.

5기압을 스스로 유지하며, 최소 수명은 1만시간을 자랑한다. ‘ST-5’의 작동기술 수준은 고도의 기술이 아니어도 됨은 물론 관리기술 수준 또한 기초교육으로 사용이 가능하다. 이와 함께 스터링기술의 부분적 기능인 열교환 장치를 이용한 에너지회수환풍기(리쿠퍼레이터)는 우수한 성능을 보여 버섯재배, 정밀공장, 주거공간 등에서 활용되고 있다. 문의 (031)634-1841.

#송우섭 스터링테크코리아 사장 “연료로 ‘농업부산물’ 활용, 값 저렴한 친환경적 엔진”

피크오일시대에 대비해 스터링엔진은 앞으로 산간 오지는 물론 가정에 이르기까지 자가전기발전을 할 수 있는 기대되는 장치다. 이에 친환경 녹색성장을 주도할 미래산업으로서 스터링엔진을 개발 보급하고 있는 스터링테크코리아의 송우섭 사장을 만났다.

-㈜스터링엔진(SEC)은 어떤 회사인가?

“SEC는 미국의 SUN POWER사와 STI, STK 그리고 그 관련회사들과의 협의를 거쳐 Stirling Technology를 이용한 각종 발전기와 냉각장치 중 그 상용화작업이 끝난 제품들을 본격적으로 생산, 판매하기 위해 2년전에 우리나라 한국에 설립된 회사로서 현재 바이오매스 엔진 두 모델(ST-5,ST-7)과 태양열을 이용한 솔라냉장고의 출시를 준비 중입니다.”

-스터링엔진의 개발동기는?

“이번에 출시하게 된 ST-5는 SUN POWER사가 태양열 발전기로서 개발한 것을 개량해 태양열 대신 농업부산물을 연료로 하여 저개발국가의 농민들을 위한 양수기와 전기를 공급해 주기 위한 UN 프로젝트로서 만들어진 것으로 1980년대 중반 인도의 마드라스에 공장을 설립 당시 약 2000여대를 공급했습니다. 그 후 20여년에 걸쳐 한국의 STK사와 미국의 관련 협력회사들은 제품들을 꾸준히 연구 개량, 많은 제품들을 상용화하는데 성공했습니다.

태양열 발전기는 그 태양열 집적장치가 상대적으로 비싸 아직 그 제조원가를 줄이려는 노력을 계속해 오고 있는 중이나, 다행이 농가부산물을 연소하는 장치는 매우 싼 값에 생산할 수 있게 되어 이참에 기존의 엔진을 더 개량, ‘ST-7’모델까지 출시하게 된 것입니다.

인도네시아, 나이지리아 그리고 남미의 정부관계자들로부터 도서벽지나 산간오지의 주민들이 전기가 없어 고생하고 있고 또 발전기가 있어도 기름값이 비싸서 발전기를 돌리지 못하고 있다는 얘기를 듣고 바이오매스 엔진 두 모델을 공급하기로 결심하고 생산을 준비해오고 있습니다.

이를 위해 올 2월 인도네시아를 방문하였을 때 냉장고가 없고 또 전기도 없어 해변에서 조금이라도 떨어진 곳에서는 그 나라에 그 흔한 생선을 먹어보지 못하는 것을 보고 전기 없이 쓸 수 있는 쏠라냉장고를 만들고 있습니다.”

-스터링엔진의 장점은?

“저탄소, 저소음 등의 환경친화적 엔진으로써 유지비가 적게 들고 구조가 단순해 윤활유, 폭발장치 등 각종 장치가 불필요하기 때문에 작동이 쉬어 일반인들이 사용하는데 불편하지 않고, 수명이 깁니다. 특히 일반 엔진과는 다르게 유해 배기가스가 배출되지 않아 기후변화협약에 대응해 탄소배출량을 획기적으로 줄이고 열효율이 높은 미래형 외연기관입니다.

왕겨, 볏짚, 톱밥, 동물배설물 등 바이오매스를 이용, 가정용 열병합발전 시스템으로 활용할 수 있는 것은 물론 소형발전기로도 사용이 가능합니다.

특히 관수를 위한 양수기의 동력원으로 이용할 수 있으며, 하우스 난방 및 전기로도 활용이 가능할 뿐만 아니라 여러 산업분야에서 다양한 용도로 이용될 수 있어 기업체에서도 주문이 많을 뿐만 아니라 외국 수출도 늘어나고 있습니다.”

-교토의정서에 따라 국제적인 탄소배출량 거래가 되는 시대에 어떤 역할을 할 수 있나?

최근 5~6년 동안 저희 협력업체들에 의해 비약적으로 발전된 스터링테크놀로지로 인해 바야흐로 산업의 패러다임이 변모하고 있습니다. 효율 좋은 새로운 동력장치로서 에너지 사용자체를 줄임은 물론 어떠한 열원도 사용할 수 있어 굳이 값비싸고 기후변화를 가져오는 화석연료를 사용할 필요도 없습니다. 기후협약에 따른 탄소배출량 감소를 위한 가장 효율적인 대안입니다. 우리나라에서도 이러한 제품들이 보급되었으면 합니다.

우리나라의 산림이 그 경제성을 잃어가고 있습니다. 더구나 산마다 낙엽이 썩지 않고 쌓여 밀림화돼 간벌을 해야 합니다. 이러한 낙엽이나 잔가지, 폐목 등은 그 자체로 스터링발전기의 훌륭한 열원이 됩니다. 이러한 훌륭한 에너지자원을 두고 방치하고 있음은 실로 안타까운 일입니다. 스터링발전기를 보급하여 이를 이용할 수 있게 하면 에너지 수입을 줄일 수 있어 나라 살림에도 큰 보탬이 될 것입니다.