배경지식 [수력 발전] 기본 오전반 최 윤 미

@ 개요 수력발전이란 하천 또는 호소(湖沼) 등에서 물이 갖는 위치에너지를 수차를 이용하여 기계에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식이다. 즉, 물이 떨어지는 힘으로 수차(水車)를 돌리면 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것이다. 이때의 발전기 출력은 낙차와 수량과의 곱에 비례하므로 수량은 지점별로 다르지만 그 양이 연간 강수량에 비례하므로, 수차에 큰 낙차가 작용할 수 있도록 인공적으로 댐을 막기도 하고 수로(水路)를 바꾸기도 한다. @ 하천에서 수력을 얻으려면, 물의 고저차(낙차)를 이용해야 한다. 일반적으로 상류는 경사가 급하나 수량(水量)이 적고, 하류는 경사가 완만하지만 수량이 많다. 개발지점의 지형에 따라서, 가장 경제적이고 효과적으로 에너지를 얻는 방법을 생각해야 된다. 낙차를 얻는 방법으로 유역변경식(流域變更式) 발전이 있다. 이는 2개의 접근한 하천이 있을 경우에 그 고저차를 이용해서, 높은 쪽 하천의 수량의 일부를 낮은 하천으로 끌어들이는 방식이다. 또 같은 하천이라도 굴곡되어 있는 기점을 선정하여, 비교적 단거리에서 낙차를 얻는 방법이 있다. 그런데 댐을 건설해서 하천의 적당한 곳을 가로막아 수위를 높여서, 낙차를 얻는 방법이 많이 사용되고 있다. 주로 자연낙차·자연유량을 이용하는 방식을 수로식(水路式) 발전이라고 한다. 그 발전량은 계절과 강우량의 영향을 많이 받는다. 그러나 댐식 발전은 그 영향이 적다. 이 밖에 양수식(揚水式) 발전이라 해서, 풍수기(豊水期)나 야간의 남은 전력을 이용한다. 이는 펌프로 물을 높은 곳으로 끌어올려 갈수기(渴水期)나 첨두부하(尖頭負荷:peak load) 때에, 이 물을 이용하는 방식이다. 조수(潮水)의 간만의 차를 이용하는 조력 발전 등이 있다. 어떤 방식이든 높은 곳에 있는 물을 수관(水管)을 통하여 낙하시킨 후, 터빈을 회전시켜 발전을 하는 원리는 동일하다. 한국에서는 일찍이 수로를 만드는 방식을 많이 사용하였으나, 그 후 댐식 발전을 위한 댐 건설을 많이 하고 있다. @ 장점 (1) 설비의 운전절차가 간단하다. 자연의 에너지(떨어지는 물의 운동에너지)를 그대로 이용하기 때문에 화력발전이나 원자력 발전처럼, 증기터빈이 필요없고, 열을 식히기 위한 냉각 시스템도 필요없습니다. (2) 공해가 없고 운전비용이 저렴하다. 연료를 태우는 방식이 아니기 때문에 오염물질이 발생하지 않으며 연료구입 비용도 들지 않습니다. (3) 수자원 관리가 가능하다. 다른 발전소는 대부분 발전을 목적으로 세우지만 수력발전소는 발전뿐만 아니라 홍수와 가뭄 예방을 위해서도 중요한 역할을 하고 있다. @ 단점 (1) 건설 기간이 길고 비용이 많이 든다. 다른 발전소와는 달리 먼저 댐을 건설해야 하기 때문에 초기에 투입되는 비용이 많고 건설에 시간이 많이 걸린다. (2) 건설지역이 한정되어 있다. 수력발젼을 위해서 높은 수위차를 유지해야하고, 많은 양의 물을 가지고 있어야 하기때문에 건설지역이 제한될 수 밖에 없다. 남쪽과 같이 높은 산이 없는 지역에서는 대규모 수력발전소가 불가능하다. 우리나라는 북한의 압록강이나 두만강에 있는 수력발전소의 생산전력량이 매우 많은것으로 알려져 있다. (3) 환경을 파괴시킬 수 있다. 댐을 건설함으로써 댐 아래지역의 물의 양을 변화시키고, 댐으로 인해 동물들이 이동로가 막히고, 주거환경이 바뀌는 등 생태계가 단절되는 문제를 야기시킨다. (4) 수요자에게 멀어 전력손실이 크다. 화력이나 원자력은 도심 인근지역에 세울 수 있지만, 수력은 산 속 깊은 곳에 주로 건설된다. 전력생산지와 소비지역이 멀수록 송전과정에서 전력손실이 많이 발생한다.