수력 발전에 대해 알아보자!(원리, 정의, 종류, 규모)

안녕하세요. 밖에는 엄청나게 눈이 오는 저녁이네요. 이 포스팅을 읽으시는 분들은 어떻게 오늘 하루를 보내셨나요? 저는 이렇게 포스팅을 하면서 하루를 정리하고 있습니다. 최대한 시간을 알차게 쓰려고 노력하면서 다방면으로 지식을 기르기 위해 노력하고 있습니다. 지치지 않고 지속할 수 있도록 응원해주세요! 오늘은 "수력 발전"에 대해 알아보는 포스팅을 써보고자 합니다! 

출처 : pxhere

수력발전이란?

댐 높은 곳의 물을 아래로 떨어트려 낙차 에너지를 발생시켜 터빈을 돌려 에너지를 발생시킴으로써 위치에너지가 운동에너지로 바뀌는 과정입니다. 우리가 많이 생각하는 댐에 물을 저장하고 수문을 열어 물을 낙차 시키고 그 속에서 전기에너지를 얻는 방법입니다. 지형적으로 우리나라는 산악이 우거지고 강수량도 적지 않은 편이기 때문에 수력발전에 용이합니다.

 

물순환에 의존하는 수력 발전

물순환을 이해하는 것은 수력 발전을 이해하는 데 중요합니다. 물순환에는 세 단계가 있습니다.▷ 태양 에너지는 강, 호수 및 바다 표면의 물을 가열하여 물을 증발시킵니다.▷ 수증기는 구름으로 응축되어 강수 비와 눈으로 내립니다.▷ 강수는 개울과 강에 모여 바다와 호수로 흘러 들어가 증발하고 다시 순환을 시작합니다.

 

수력 발전소 작동원리

수력 발전은 물의 위치에너지와 운동 에너지를 전력으로 변화시키는 것입니다. 하천이나 호수에 댐을 건설하고 상류의 물을 모았다가 수문을 열어 하류로 흘려보내게 됩니다. 물이 흐르는 통로에 수차를 설치하여 교류발전기를 가동하여 전기를 얻습니다. 생산된 전기는 변압기에서 고전압으로 변환시킨 후 도시로 송전 됩니다.

 

실제로 수력 발전소와 석탄 화력 발전소도 비슷한 방식으로 전기를 생산합니다. 두 경우 모두 전원을 사용하여 터빈이라고 하는 프로펠러 모양의 부품을 돌리면 금속 샤프트가 전기를 생산하는 모터인 발전기로 바뀝니다. 석탄 화력 발전소는 증기를 사용하여 터빈 블레이드를 돌립니다. 반면 수력 발전소는 떨어지는 물을 사용하여 터빈을 돌립니다.

 

중력으로 인해 댐 내부의 펜 스탁을 통해 떨어지게 됩니다. 펜 스탁의 끝에는 움직이는 물에 의해 회전하는 터빈 프로펠러가 있다고 하는데요. 터빈의 샤프트는 발전기로 올라가서 전력을 생산합니다. 전력선은 집과 광산에 전기를 공급하는 발전기에 연결됩니다. 물은 테일 레이스를 통해 프로펠러를 지나 댐을 지나 강으로 계속 흐릅니다.

 

수력 발전의 여러 가지 방식

댐식

댐을 건설해 인공호수를 만들어 물의 낙차를 이용해 전기를 생산합니다.

수료식

댐을 건설한 후 낙차가 큰 곳으로 물을 유도하여 낙차 시킨다.

저낙차식

댐의 낙차가 적은 경우 아래쪽에 설치한 발전기에서 유량의 압력으로 발전합니다.

양수식

물 수요가 높고 전기요금이 높은 낮에만 물을 방출하여 발전합니다.

 

수력 발전소의 규모

보통 30MW 이상의 용량을 가지면 대규모 수력 발전소라고 정의합니다. 100KW ~10MW는 소수력 수력 발전, 초소형 수력발전은 100KW의 발전 용량을 가지고 있습니다. 보통 소규모 또는 초소형 수력 발전 시스템은 단일 가정, 농장, 목장 또는 마을에 충분한 전기를 생산할 수 있습니다.

 

오늘은 수력 발전에 대해서 알아보았습니다. 산악 지형이 우거진 우리나라의 지형적 특성을 이용하면 어찌보면 우리나라에 가장 잘 맞는 전력 생산 방식인 것 같습니다. 아무래도 대규모 지역을 침수시켜야하기에, 친환경적이라고만 보기는 힘들지만 그래도 자연이 준 선물을 잘 이용해서 여러가지 방면에서 전력 생산의 어려움을 헤쳐나갔으면 좋겠습니다. 감사합니다.