신재생에너지

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신재생에너지에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

(La Rance)에 설치된 것과 러시아에 설치된 것이다. 프랑스의 조력발전소는 1961년부터 1967년에 걸쳐 건설되었고, 240메가와트의 발전용량을 지니고 있다. 이 발전소에는 24개의 10메가와트급 전구형 터빈이 설치되어 전기를 생산한다. 그밖에도 간만의 차이가 심한 곳이 많은 영국에서도 조력발전이 진지하게 고려되었지만 투자비용과 환경영향 때문에 실현되지는 못했다. 사실 수력발전과 유사하게 댐을 건설해서 발전하는 조력발전 방식은 바다를 막아 물의 흐름에 커다란 영향을 주기 때문에, 어업이나 연안 양식업에 지장을 주고 갯벌을 파괴할 우려가 있다. 연안 생태계에 부정적인 영향을 미칠 가능성도 배제할 수 없다. 이러한 환경적인 면에서의 문제 등으로 인해 커다란 댐을 이용하는 조력발전은 더 이상 확대되지 못했고, 현재는 거의 폐기된 상태이다.
최근에 개발되어 실용 단계에 들어간 좀더 환경친화적인 조력발전은 수력터빈을 이용하는 것이 아니라 풍력발전기에서 사용되는 것과 비슷한 날개를 돌려서 발전하는 것이다. 규모도 댐 방식에 비해서 훨씬 작다. 이것은 그림과 같이 바다 밑바닥에 박힌 기둥 중간에 날개가 달려 있고, 이 날개가 조수에 따라 회전하면서 전기에너지를 생산하도록 되어 있다. 날개는 해수면으로부터 10미터 아래에 놓여진다. 이러한 발전방식은 댐 방식에 비해서 여러 가지 잇점을 가지고 있는데, 바다의 경관을 해치지 않고 갯벌에도 아무런 영향을 미치지 않으며, 아무런 소음도 일으키지 않는다는 것이다. 이러한 발전기는 조수가 있는 곳에는 어디에나 큰 문제 없이 세울 수 있기 때문에 이로부터 얻을 수 있는 전력 잠재량은 대단히 클 것으로 예상된다. 세계에서 조수가 가장 심한 영국의 경우 잠재량은 영국 전체 전기수요의 20%로 추정된다.
영국에서 개발된 조력터빈은 그림과 같이 1메가와트급의 것으로 독일에서 개발된 것과 같이 바다 밑에 박힌 기둥에 설치되어 있다. 같은 용량의 풍력발전기와 비교하면 날개의 지름이 3분의 1밖에 되지 않는데, 그 이유는 바다물의 에너지 밀도가 바람의 에너지 밀도보다 훨씬 높기 때문이다. 같은 1메가와트급 풍력발전기의 날개 지름은 60미터지만 조수터빈의 날개지름은 20미터에 불과하다. 또한 풍력발전기는 바람의 속도가 초당 4-5미터가 되어야 돌아가지만, 조력발전기는 바다물의 흐름이 초당 2미터가 안되어도 된다. 초당 2미터의 속도는 바람이 초당 18미터로 불 때와 같은 에너지 밀도를 지니고 있다. 미국에서는 알렉산더 고를로프가 다리우스형 수직축 풍력터빈의 변형으로 두 개의 날개가 나선형으로 올라간 헬리컬 터빈을 개발했다. 고를로프는 1996년에 원형을 제작해서 시험을 거쳤지만 아직 발전용으로 보급하지는 못하고 있다. 한국에서도 고를로프의 헬리컬 터빈을 이용해서 조력발전을 하려는 계획을 세우고 있지만, 실현될 수 있을지는 미지수이다.
파력발전
(1)파력 발전이란?
바닷가에 가면 파도가 쉴 사이 없이 육지 쪽으로 밀려온다. 파도 때문에 수면은 주기적으로 상하운동을 하며 물입자는 전후로 움직인다. 이 운동을 에너지 변환장치를 이용하여 기계적인 회전운동, 또는 축방향 운동으로 변환시킨 후 전기에너지로 변환시키는 것을 파력 발전이라고 한다.
파도가 지닌 에너지는 막대한 것이지만, 파도 자체가 불안정하고 발전 단가가 비싸게 들기 때문에 대규모의 것은 실용화하지 못하고 있는 상태에 있다.
또, 수렴식 방파제를 이용한 발전이 있는데, 바다로부터 방파제를 향해 밀려온 파도는 방파제의 외측 경사면을 따라 방파제 외부벽 높이까지 올라온다.
이렇게 높이 올라온 바닷물과 방파제 내부 해수면 사이의 낙차를 이용하면 전력도 만들 수 있고 항구나 어장의 소파(消波:파도의 운동에너지를 흡수)도 겸할 수 있다.
파도의 에너지는 파도의 제곱에 비례한다. 길이가 80m, 폭이 15m, 내부에 10여 대의 발전기를 장치한 소파 발전 장치는 최대 5만 kw의 출력을 낸다.
(2)파력 발전의 방식
파랑의 운동에너지를 1차 변환하는 방식에 따라 여러 가지로 분류할 수 있으나, 중요한 것으로는 수면에 떠 있는 부체가 파랑의 운동에 의하여 상하, 또는 회전 운동을 하도록 하여 발전기를 회전시키는 가동물체형 방식과, 파랑의 작용에 의하여 공기실내의 수위가 변동함으로써 공기실내의 공기가 압축, 팽창될 때 노즐을 통해 발생하는 공기 흐름으로 터빈을 돌려 발전하는 진동수주 방식이 있다.
(3)실용화 현황
일본은 이미 1966년부터 항로표시용 소형 파력 발전 부이를 개발하여 사용화한 이래 구미 선진국들과 공동 연구로 가이메이호라는 파력발전선을 일본 근해에 2년간 계류하여 발전이론과 발전시스템의 효율 개선에 괄목할만한 성과를 거두었다.
또한 운수성 항만기술연구소에서는 사카타 항구에 7kw급 파력 발전 방파제인 파이롯트 플렌트를 건설하여 실해역 실험중이며, 해양 과학 기술센터에서도 540kw급 부유식 파력 발전 장치를 실 해역에 설치, 실험할 예정에 있다.
영국은 루이스섬 근해 수심 21m의 해역에 진동수주 방식을 이용한 5,000kw급 파력발전소를 건설하여 운영 중에 있으며, 인도네시아에서는 발리섬에 출력 1,000kw의 월파 저수식 발전소를 노르웨이 기술로 건설하여 운영하고 있다.
우리나라의 파력 발전은 우리나라 연안의 파력에너지는 약 500kw 정도로 추산되나 단 한 건의 시험 발전 연구도 없었다. 파력발전은 해양 구조물과 복합적으로 설치되어 이용될 경우에 기존의 육상 시설보다 여러면에서 유리한 점이 있으므로 연안 산업 시설의 건설시 필수적으로 요구되는 방파제에 부착하는 파력발전소 시스템의 건설이 고려되고 있다.
▶ 느 낀 점
요즘 시대가 화석연료의 사용으로 인해 이산화탄소가 증가하고, 지구온난화가 심각해지고 있다. 이러한 시점에서 사태의 심각성을 인식하지 못한 채 무분별하게 연료를 사용하고 있다. 신재생에너지에 관해서 조사하면서 지구온난화, 환경오염의 심각성을 깨닫고, 또한 신재생에너지의 필요성에 대해서 확실히 느낄 수 있었다. 큰 실천이 아니라 작은 실천 하나로 이산화탄소 증가와 환경오염에 대해 지구에 사는 한 사람으로서 기본적인 예의를 지켜 줄 필요가 있다고 생각한다.

키워드

신재생에너지,   풍력,   발전소