영국, 전력의 30퍼센트를 풍력, 조력발전으로 충당한다

 

 영국 정부는 지구온난화대책의 포괄적인 계획을 발표하고, 풍력과 조력 등을 이용한 재생가능한 에너지로 2020년까지 전력의 30퍼센트를 충당할 것이라고 밝혔습니다.

이것은 영국의 에드밀리번 에너지기후변동상이 15일, 의회에서 발표한 것으로 온실가스의 배출량을 2020년까지 1990년에 비해 34퍼센트 삭감할 것이라는 목표를 달성하기 위해 구체적인 방책을 제시했습니다.

계획에는 풍력과 조력 등을 이용한 재생가능한 에너지의 대폭적인 확충을 목표로 하며, 2008년 시점에서 전력의 5퍼센트에 머물러 있는 공급량을 2020년까지 전력의 30퍼센트까지 끌어올릴 방침입니다.

 
이에 따라 전력을 가정과 기업에 공급하는 업자에게 조달하는 전력 중에 재생가능에너지의 비율을 높이도록 의무화시키고, 또한 정부는 새로 해상의 풍력발전에 약 180억엔, 조력 등의 발전에 약 90억엔을 투자할 방침입니다.

 

                                                           Climate Change Impacts Across America -- Renewed Focus for Decisions
*풍력발전소

풍차를 이용하여 자연의 바람 에너지를 기계 에너지로 변환시켜 발전하는 방식

전력선을 공급할 수 없는 오지나 섬에서 실용되기도 한다. 풍력발전에는 직접식과 축전식이 있다. 직접식은 교류 풍력발전기를 직접 전력계통에 이용하는데, 풍력의 변화에 직접적으로 영향을 받아 불편하므로 풍속에 관계 없이 풍차를 일정한 속도로 회전시키기 위해 풍속에 따라 날개의 기울기를 변화시키는 등의 제어장치를 달기도 한다. 축전식은 풍력발전기에서 얻은 전기를 축전지에 축적한 후 이용하는데, 이것은 안정적인 전력공급이 가능하지만 설비비가 비싼 것이 결점이다. 이밖에 디젤 발전기를 함께 설치하기도 한다. 풍력 에너지는 바람을 받는 면적이 반지름 1m의 원일 경우 풍속이 10m/s이면 약 1MΩ의 전기를 얻을 수 있다. 미국이나 영국에서는 100~1,000MΩ 이상의 전력를 얻을 수 있는 풍력발전기가 실용되고 있다.

                                                                                                 풍력발전용 바람개비

*수력발전 

물이 가지고 있는 위치 에너지를 운동 에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 발전방식.

1.개요

기원전 수세기 전부터 사람들은 과학적으로 물의 힘을 이용하여 곡물의 탈곡·제분 또는 양수용 동력으로 사용해왔다. 그러나 수력을 이용한 발전은 전구(電球)·발전기 등이 발명된 19세기 후반 이후부터 가능해졌으며, 최초의 수력발전소는 1878년 프랑스 파리 근교에 세워졌다. 초기에는 오늘날에도 볼 수 있는 물레방아와 비슷한 모양의 수차(water mill, water wheel)가 원동기로 사용되었고, 수력발전에 이용되기 시작할 무렵에는 좀더 개량된 수력 터빈이 고안되었다. 기술의 진보에 따라 에너지 변환효율이 크게 향상되었고, 낙차와 수량의 이용범위가 대폭 증가했으며 거대한 규모의 댐과 발전소가 출현했다. 수력발전은 자연조건을 이용하는 것이므로 낙차와 수량의 크기에 따라 발전소 크기는 물론 형태도 다양하다. 특히 한국에서는 최대출력 3,000kW 이하의 것을 소수력으로 구분한다

2.수력 에너지와 발전력

물의 위치 에너지로부터 얻을 수 있는 동력의 크기는 물의 중량과 떨어지는 높이의 곱에 비례하며, 다음과 같이 표시된다. 즉 단위 시간당 수차에 사용되는 수량을 Q(㎥/sec), 낙차를 H(m), 물의 밀도를 γ(㎏/㎥)라고 하면 기계적인 동력 P_m=γ·Q·H(㎏·㎧)가 된다. 이 동력이 수차발전기의 입력으로 작용되며, 수차발전기의 효율(장치의 능률을 의미하며 입력의 크기에 대한 출력의 비)을 η라 하면 발전기의 전기 출력 P_e={(γ·Q·H)/102}×η(kW)가 된다. 그러나 물의 밀도가 1,000㎏/㎥이므로 실용적 공식에서는 P_e=9.8·Q·H·η(kW)로 사용된다. 수차발전기의 종합효율(η)은 기기의 크기와 형식에 따라 차이가 있으며, 용량이 작으면 낮아지고, 용량이 증가할수록 높아진다. 발전소에 설치된 보통 규모(5~100√2㎿) 수차와 발전기기의 종합 효율은 0.84~0.92이다.

3.유량과 낙차

수력발전은 지표수의 여러 형태 가운데 하천을 흐르는 물에 의존하는 것이 일반적이다. 따라서 유량이 풍부하고, 지형의 물매(기울기)가 큰 곳일수록 낙차를 쉽게 조성할 수 있어 경제성이 좋은 후보지로 평가된다. 또한 하천을 통해 흐르는 물의 총량은 거의 일정하므로 계절적으로 유량의 변화가 심한 하천은 수력발전뿐만 아니라 수자원 이용 측면에서도 좋지 않다. 하천유역에 내리는 강수량과 기상환경이 하천의 유량을 결정하며, 강수량 중 일부분은 하천에 도달되기 전에 증발하거나 지하로 침투되고, 하천에는 강수량의 55~65％만 흘러든다.

 

 *조력발전

조류의 힘으로 작동하는 터빈에 의해 생성되는 전기.

조류를 동력화시키기 위해 많은 생각들이 20세기 전반 동안 제시되었지만, 기술적·경제적으로 실현가능한 계획은 프랑스의 공학자들이 1961~67년에 브르타뉴의 생말로 만에 만든 랑스 발전소 건설계획이었다. 가역 터빈(고정 날과 회전할 수 있는 날의 조합)이 장착된 댐으로 인해 밀물 때는 바다에서 저수지로, 썰물 때는 저수지에서 바다로의 유입이 가능하게 되었다. 랑스 발전소에는 각 1만kW 용량의 발전기가 24대 있고, 총발전의 7/8 정도를 보다 제어가 용이한 썰물을 이용해 생산하고 있다. 조류가 밀려드는 동안 수문이 열려 저수지가 채워지고, 만조(滿潮)일 때는 수문이 닫힌다. 간조(干潮)로 인해 터빈을 작동시킬 만큼 충분한 낙차(落差)를 얻을 때 물을 방출하기 시작한다. 즉 터빈은 저수지로 흘러들어온 조류로 작동된다.

1969년 소련은 백해(白海) 부근에 약 1,000kW 용량의 조력발전소를 건설했다. 다른 유망지역으로는 캐나다에 있는 펀디 만인데, 이곳의 조차는 15m 이상이다. 비록 조력발전에 알맞은 지역에서 많은 양의 전기를 얻을 수 있으나, 조력발전은 주기적으로 수행되며 계절에 따라 변동되는 단점이 있다.

한국의 경우 간만의 차가 큰 서해안이 조력발전에 적합하지만 경제성 문제로 아직은 연구단계에 있다.