오지 오두막에서의 에너지 자립
편집자에게 전달된 한통의 편지는 초초소수력에 대한 나의 생각변화에 강한 메세지를 주었다. 1월 18일, 비비안 스토그맨과 나는 메케이 및 제니퍼 자노스키씨를 방문했습니다. 이분들은 서버지니아주의 웹스터 카운티에 살고 있는 분들로 이곳의 평균고도는 2250피트(해발고도 686미터)인 곳이다.
우리는 거기 머무는 동안 직접집을 짓는것을 보지는 않았지만, 그들이 스스로 직접 지은 통나무 집을 보고 감탄하지 않을 수 없었습니다.
그들은 1970년대 이후로 태양광 독립전원을 사용해 오고 있었지만, 이상적인 태양광의 일사량보다 적어서 500와트 정도만이 발전가능했습니다.
그러나 그들은 핌비( Power In My Backyard )의 소유주인 매트 쉬라드의 도움을 받아서 그들이 그토록 사랑스러워하고 아끼는 개울물을 이용한 초초소수력시스템을 태양광 발전에 연계하기로 마음먹었습니다. 그들은 스트림엔진이라고 부르는 초초소수력 발전설비를 ES&D사의 커닝험씨의 조력을 받아 설치했습니다.
자노스키씨의 통나무 집
이스크린은 코안다 스크린으로 데브리스를 걸려 스크린위로 쓸려내리도록 만들어졌습니다. 박스가 내장된 스크린이 설치되어 있습니다. 스크린은 잉여수가 월류하면서 데브리스를 자정 필터링을 하며 박스에 모아진 물은 4인치(100밀리) 파이프를 통해서 터빈에 공급된다. 지금와서 느끼는 것인데 저장능력을 높이기 위해선 박스 깊이가 좀더 깊었으면 하는 생각을 가져본다. 박스내 저수량이 작을 경우 박스내에 공기가 유입될수 있다. 인테이크로의 공기유입은 수압을 감소시킨다. 박스 깊이를 키우는 작업은 올 여름에 할 예정이며, 전반적 인테이크에 대한 약간의 개선도 고려하고 있다.
수압설비(수압관, 인테이크)의 상부에는 크리크(여울)에 콘크리트 보가 있는데, 이 보에서 물을 취수한다. 코안다 스크린 박스는 보의 중앙에 설치하였다. 이 스크린 박스는 여수로의 역할도 한다. 이박스에서 데브리스를 걸려낸다. 이 스크린은 웨스트 버지니아주에 있는 프린스턴시에 위치한 콘-웰드사 의 마빈우디와 래리 아그뉴씨에 의해서 제작되었다. (콘웰드사 : http://cafe.naver.com/renewableenergy/68051) 스크린을 통해 흘러들어간 물은 박스내 취수 파이프를 통해 흘러내린다. 콘크리트 보는 물을 정체시키는 역할도 하므로, 인테이크 파이프에는 여울에 난류가 발생할때에도거의 일정하게 취수가 유지된다.
취수설비 (코안다설비)
취수설비 건설
개울에서 분류하여 파이프를 통해서 공급되는 물은 ES&D사의 스트림엔진 이라는 상품명의 터고 터빈을 가동하게 된다. 발전생산은 물의 낙차에 기인한다. 자노스키씨는 직경 4인치(100밀리) 파이프 500피트(152미터)를 땅에 묻었는데, 이 거리는 파워하우스에서 인테이크까지의 거리이다. 작은 통나무집은 그의 주택은 취수설비 바로 아래에 위치한다. 낙차는 47피트 ( 14미터 ) 발전전력은 750와트이다. 초초소수력 발전은 태양광 발전과는 달리 하루 24시간 가동이 가능하다. 한여름 건기때는 가뭄으로 다소 적은 발전이 되지만, 이때는 태양광이 풍부할때이다.
자노스키씨는 욕실에 소형온수 히터를 설치해 놓았는데, 발전량이 L-16밧데리(잉여전력을 저장하는 역할을 함)에 필요한 발전량이상으로 발전시 자동적으로 소형온수히터가 가동하도록 구성하도록 하고 있다. 풍력발전장치도 이와 같은 방법을 적용한다. 한편, 태양광 발전은 꾸준한 부하(초초소수력 발전은 부하가 없으면 발전기가 가속되나 태양광은 단락용량이 작아서 이런 문제점이 발생치 않음)를 필요로 하지 않으므로 밧데리가 충분히 충전시에는 차단기를 개방한다.
발전하우스에 도착한 물은 2개의 나누어서 터빈에 공급되며, 제 3의 파이프는 좀더 작은 파이프로 곧장 뻣어 나가도록 구성하였는데 이 파이프의 용도는 드레인용이다. 이 드리인의 용도는 파이프에 얼음이 어는것을 방지하는것과 무부하 대응용이다. 나머지 두개의 커빙암(아래 그림에서 후랙시블 관)은 물을 노즐로 유인해서 전력을 발생시킨다. 집안에는 온도, 유량( 분당 150갤론) 및 전류(35.5암페어)을 측정하여 모니터링 할수 있는 모니터가 있다. 직류전력은 인버터에 의해 교류로 바뀌어 집안에 공급된다.
발전하우스. 아래에 ES&D사의 터고터빈( 상품명: 스트릠엔진)이 보인다. 물이 파이프를 통해서 터빈으로 유입된다.
처음 설치후에는 매일같이 이시스템을 바라보았지만, 지금은 이 시스템을 확인(바라봄)한지 5주가 지난 상태이다. 이 시스템은 정기적인 주의점검이 그다지 필요하지 않다. 그렇지만, 수압이 떨어지면 수압을 유지하기 위해서 노즐을 조여줄 필요가 있다.
이 초초소수력 시스템의 총비용은 약12,000불 ( 환율 1041달러기준 한화 약1300만원)이 소요되었는데, 파이프를 묻는 비용은 제외한 금액이다. 설치에 있어서 초초소수력 설치경험이 있는 경험자로부터 충분한 어드바이스를 들어서 설치했으므로 저렴한 비용이 가능했다라고 자노스키씨는 말합니다.
우리에게 자신의 멋진 초초소수력 시스템과 자신의 집을 보여주시고 훌륭한 점심식사까지 제공해주신 자노스키씨에게 다시한번 감사의 말씀을 드립니다. 이들 시스템은 태양 전지 패널만이 자신의 전력을 생산하는 유일한 가능한 방법이 아니다는 사실을 보여줍니다.
자노스키씨가 제어장치를 바라보고있음. 모든제어 장치는 자동으로 작동됨.
편집자주: 이 기사는 OVEC의 변화의 바람 3월 판에 실렸습니다. 2월초에 자노스키씨는 다음과 같은 사실을 알려왔습니다.: 초초소수력을 설치한지 100여일이 지난 지금까지 우리 집에서 사용하는 전력보다 더 많은 전력을 초초소수력이 생산하고 있습니다.
자노스키씨는 또한 첨언하여 말합니다. 그들이 사는 주변가까이에 전력하우스를 설치할수 있는 여건이면 설치단가는 대단히 낮아질수 있다고 말합니다. 설치에서 집근처일때 절감되는 부분은 수압관과 DC사용에 따른 부분입니다. 좀더 디테일한 내용을 원하시는 분들은 메일(vivian@ohvec.org)을 보내주세요. 그러면 여러분의 질문사항을 자노스키씨에게 전달해 드리겠습니다.
첫댓글 소중한 정보 고맙습니다.
터빈구조를 볼 수 없어 아쉽습니다.
터고런너 사진을 올렸습니다
@세옹지마 고맙습니다.
@아름다운독도
그림을 보시면 터고터빈에 대한 이해를 하실수 있습니다.
@세옹지마 터빈 아주 멋지네요.
효율이 많이 올라갈 것 같습니다.
고맙습니다.
@아름다운독도
독도에 사시나요?
정보 감사합니다............
감사합니다.
좋은정보 감사합니다^
감사합니다.
좋은정보감사합니다 멋진터빈임니다
예 멋진터빈입니다