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전기 생산의 중심, 발전소에 대해 알아보자

[2부] 수력발전


[ 수력 에너지란? ]



수력 발전 ⓒpixabay



강이나 호수 등에 있는 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르기 마련입니다. 이때 발생하는 낙차를 이용한 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 것을 수력 에너지라 합니다. 그리고 발전설비 용량이 5,000kW 이하는 소수력 발전으로 구분됩니다.



[ 수력발전소의 장점 ]



ⓒpixabay



수력발전소의 가장 큰 장점은 친환경적이라는 점입니다. 수력발전은 물을 사용하여 전기를 생산함으로 연료비가 전혀 들지 않고 대기오염물질을 배출하지 않아 지구온난화의 주요 원인인 이산화탄소를 줄일 수 있습니다.




용수 공급 ⓒpixabay



수력발전소는 전기생산뿐만 아니라 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 첫 번째, 시민들에게 용수를 공급합니다. 두 번째, 집중 호우 시 댐 방류를 통한 홍수조절로 자연재해를 예방하고, 가뭄에는 댐에 저장된 물을 활용하여 농, 공업용수를 공급해 가뭄을 극복할 수 있게 해줍니다. 



[ 수력발전소의 원리 ]



수력발전은 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 때 발생하는 위치에너지를 기계적 에너지(운동에너지)로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식입니다.


위에 글처럼 에너지를 변환하여 수력발전소에 에너지를 얻는다는 점이 아직 정확히 와 닿지 않으시죠? 그림을 통해 설명 드리겠습니다.



수력발전소의 원리 ⓒ한전사이버지점



가장 먼저, 댐에 저장되어있는 물이 떨어지면 스크린 취수구를 통해 수차에 유입됩니다. 물은 수차에 유입되면서 회전력을 발생시키고 방수로로 빠져나갑니다. 이때 수차에서 발생한 회전력에 의해 발전기에서 전기를 생산하고, 송전설비를 통하여 각 가정에 전기가 공급되는 원리입니다.



물레방아 ⓒpixabay



추가로 수차는 물레방아의 원리와 같습니다. 물의 위치에너지를 운동에너지로 바꾸는 역할을 합니다.


수력발전소의 발전과정에서 보시다시피 수력발전은 물이 떨어지는 힘을 이용하기에 별도의 연료 공급이 필요하지 않아 대기오염 물질을 전혀 배출하지 않음을 볼 수 있습니다.


수력발전은 많은 양의 전기에너지를 얻기 위해 낙차가 커야 하며, 낙차를 키우는 다양한 발전 방식을 가지고 있습니다. 물을 위에서 아래로 흘려보내는 수로식, 댐식, 댐수로식, 유역변경식과 아래에 있는 물을 끌어올려 다시 흘려보내는 양수식으로 크게 나누어집니다. 



[ 양수발전이 무엇인지 아시나요? ]



양양 양수발전소 하부댐 ⓒ한국수력원자력



양수발전은 쉽게 말해 에너지를 저장하는 댐이라고 보시면 됩니다. 양수발전은 상부 댐과 하부 댐으로 구성되어있습니다.


양수발전은 하루 동안 쓰고 남은 전력을 사용하여 전력수요가 적은 심야에 저렴한 전력을 이용하여 하부 댐의 물을 상부 댐으로 끌어올립니다. 그리고 전역 수요가 많은 낮 시간에 상부 댐의 물을 하부 댐으로 떨어뜨려 다시 전기를 생산합니다.


양수발전은 특히 대규모 정전 block out!이 발생하였을 때 바로 대용량 전기를 생산하여 고품질의 전력을 공급할 수 있다는 장점이 있습니다.



[우리나라 전기 생산량 중 수력발전의 비율은?]







우리나라 에너지 총 생산량 중 수력 발전 비율은 약 1.7% (2015년 기준)를 차지하고 있습니다.



기술 ⓒpixabay


친환경적인 수력 발전의 장점에도 발전 비율이 낮은 이유는 무엇일까요?

바로, 기술적인 한계 때문입니다. 


아직 기술적으로 해결되지 않은 부분이 많아 효율성 측면에서 전기 생산비용이 많이 들고 있습니다. 이러한 점 때문에 신재생에너지를 주 에너지원으로 사용할 엄두를 내지 못하고 있는 것이 현실입니다. 하루빨리 기술이 더욱 발전하여 신재생에너지의 에너지 생산량 비율이 늘었으면 합니다.






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  • 2019.01.11 07:39
    태클은 아닌데요... 제가 알고 있는 것이랑 좀 달라서.. block out 이 맞나요 black out 이 맞나요?
  • Jeong Cheol Park 2019.01.11 17:07
    black out 이 맞지요.
  • 풀잎 2019.09.11 20:34
    수력자원의 이용은 생각(령감)에 따라 나름으로 효률적사용됩니다. 재래식말고요!

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