수력에너지는 물의 낙하 또는 압력에 의해 생기는 힘을 말한다. 이 힘을 이용해 전기를 만들어 내는 것을 수력발전((Hydropower Generator)이라고 한다. 수력발전은 하천 또는 호소(湖沼) 등에서 물이 갖는 유동에너지를 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식이다.
하천이나 수로에 댐을 설치하고 발전소까지 물을 유입시킨 후에 수차발전기 제어시스템을 통해 물의 낙차로 전기를 생산한다. 발전기에서 발생된 전원을 사용자들이 사용할 수 있는 전력으로 변환시켜 한전계통선을 거쳐 최종 수요자에게 전달된다.
개요
수력 에너지는 20세기 최고의 재생에너지로 꼽힌다. 현재의 수력 발전은 강에 댐을 건설하여 물의 낙차를 이용한 발전이 주를 이루고 있다. 그러나 이미 수력 발전이 가능할만한 강에서는 대부분 댐이 건설되어 수력발전이 이루어지고 있으며, 앞으로 수력 발전을 더욱 확대시키기 위하여 바다에서의 수력 발전을 위한 여러 방법들이 고안되고 있다.
그중 조수댐은 현재의 전통적인 수력발전과 유사하다. 밀물때 물을 댐에 가둔 후 썰물때 그 낙차를 이용하여 발전하는 방식이다. 그리고 흐르는 조류에 직접 수중 터빈을 돌려 전기 에너지를 생산하는 방식도 있다. 이 방식은 바닷물에 직접 터빈이 맞닿기 때문에 부식 등이 발생하기 쉬워 유지 보수가 어렵고, 또 해양 환경을 직접 다루기 어렵다는 단점이 있다.
마지막으로 파도력을 이용한 방식이 있는데, 파도가 잦은 바다 수면위에 다관절의 발전 유닛을 띄워놓아 발전을 하는 방식이다. 파도의 움직임이 유닛 관절부의 수압모터를 회전시켜 그 힘으로 전력을 생산하는 방식이다. 그외에 염도차 발전이 있다.[1]
수력에너지의 원리 및 방식
수력에너지는 흐르는 물에 의해 회전하는 터빈을 이용하여 교류발전기를 작동시켜 전기를 얻는 방식을 통해 에너지를 얻는다. 주로 하천이나 호수에 인위적으로 댐을 설치하여 상류의 물을 막은 후 수문을 제어하여 물을 하류로 거세게 흘려보내는데, 이때 물이 흐르는 통로에 수차를 설치하여 물의 힘을 통해 교류발전기를 작동시키고 얻은 전기는 다시 변압기를 통해 고전압으로 변환된 후 송전선을 통해 바깥으로 운송된다.
수력에너지는 크게 세 가지로 발전 할 수 있다. 댐식은 인공호를 축조하여 물의 낙차를 이용하여 전기를 생산하는 방식으로 우리나라 대부분의 수력발전소가 이에 해당된다. 수로식 발전은 댐을 축조한 후 낙차가 큰 지점으로 물을 유도하여 발전하는 방식이다. 저낙차식은 댐의 낙차가 작은 경우 댐 아래에 발전기를 설치하고 유량의 압력에 의해 발전하는 방식이며 양수식 발전은 주간에만 발전에 이용하고 남은 물을 보조댐에 저장하였다가 야간에 전력을 다시 사용해 본댐으로 양수하여 발전하는 방식이다.[2]
한국의 수력에너지
대한민국에서 대규모로 수력 전원을 개발한 것은 1919년 11월에 설치한 함경남도 신흥군에 있는 부전강 수력발전소이다, 이후에 장진강 수력, 허천강 수력, 수풍수력 등 대수력 발전이 개발되었다. 그 이후 1970년대부터 본격적으로 댐이 건설되기 시작했는데 강을 가로막는 장대한 댐의 모습은 국가 발전의 새로운 장을 여는 이미지를 창출했고, 또한 실제로도 많은 부분에서 경제 개발의 상징이 되기에 충분했기 때문이다.
이 시기에는 댐의 양적 증가 및 댐 건설 기술의 획기적 발전뿐만 아니라, 다목적 댐의 건설에 주력했던 것이 특징이다. 반복되는 수해의 악순환을 막고 발전, 생활용수, 공업용수, 양어, 관광, 수운 등 수자원을 다방면으로 활용하기 위한 다목적 댐의 건설은 경제 개발의 근간을 이루는 사업으로 중요시되었다. 현재 국내 수력발전소가 준공된 지 30~40년이 경과하여 현대화 작업이 진행되고 있다. 이에 따라 국내의 수력발전기에 대한 사업이 펼쳐질 것으로 보이며, 정부에서도 외국기업에 대한 의존도를 탈피하기 위하여 기술·연구개발도 추진하고 있어 국내 수력기술 또한 발전할 것으로 전망하고 있다. 현재, 고낙차 대유량의 수력발전소는 대부분 개발되었기 때문에 비교적 개발 잠재량이 큰 저낙차용 수차발전기 및 유량변동이 심한 조건에서도 발전이 가능한 가변속 수차발전기의 확대가 전망된다.[2]
각주
참고자료
같이 보기
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