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풍력 발전, 파도에서 에너지가 퐁퐁 샘솟는다 목록

조회 : 5458 | 2010-07-13

바람의 힘을 이용한다!
사람들은 오래 전부터 바람의 힘을 이용했어요. 돈키호테가 거인으로 착각한 풍차가 대표적으로, 옛날 서양에서 밀을 빻거나 물을 끌어올리는 데 많이 사용했지요. 그런데 풍력 발전을 시작한지는 불과 40년이 채 되지 않았어요. 1972년 석유가 많이 나는 중동 지역에서 갑자기 전쟁이 나면서 석유 가격이 갑자기 올라가면서 석유를 수입하여 쓰던 덴마크, 네덜란드 등의 유럽 국가들이 석유를 대신할 발전 방식으로 풍력 발전을 연구하게 되었거든요. 당시에는 겨우 한두 가정에 전기를 공급할 수 있는 소형 풍력 발전기를 개발했지만, 현재는 날개의 지름이 70~80m에 달하고 높이 또한 100m나 되는 2㎿ 급 대형 발전기도 개발되어 사용되고 있지요. 바람의 힘은 무궁무진하다고 할 수 있어요. 전문가들은 바람만 잘 이용해도 전 세계가 쓸 수 있는 전기를 다 만들 수 있다고 할 정도거든요. 풍력 발전기를 세우려면 먼저 대상 지역에서 부는 바람의 세기와 성질을 조사하고, 그 결과에 따라 풍력 발전기의 형태와 크기, 그리고 여러 개를 설치할 경우 배치 방법 등을 결정해야 해요.우선 풍력 발전기는 바람의 세기가 초속 4m 이상인 곳에 세울 수 있지요. 보통 풍력 발전기가 산이나 바닷가 등에 많이 설치되어 있는 이유가 바로 이 때문이에요. 물론 바람은 하늘 높이 올라갈수록 강하게 불기 때문에 바람이 약한 곳이라도 풍력 발전기를 높게 세운다면 충분히 전기를 얻을 수 있지만요.





사진 1> 옛날부터 서양에서는 바람을 이용해 밀을 빻거나 물을 끌어올렸어요. 사진은 풍차랍니다. 사진출처>> cc by david.vigh



육지에서 해상으로 풍력 발전 이동 중!
풍력 발전은 풍력 터빈을 이용해서 바람을 전력으로 바꾸는 거예요.2008년말, 전 세계적으로 풍력 발전을 통해 총 121.2 기가 와트의 전력이 생산되었는데, 이는 전체 전력 생산의 1.5%를 차지하는 양이에요. 풍력 발전을 통한 전력 생산 비율은 빠른 속도로 증가하고 있어요. 2005년에서 2008년 사이의 3년간 풍력 발전을 통한 전력 생산량은 2배가 증가했거든요. 몇몇 국가에서는 풍력 발전을 통한 전기 생산 비율이 상대적으로 높은데, 2008년 기준 덴마크가 풍력 발전을 통해 19%의 전력을, 스페인과 포르투갈이 11%, 독일과 아일랜드가 7%의 전력을 생산해 냈지요. 우리나라 역시 2020년 풍력 발전으로 전력 생산 목표를 12%로 잡고 있답니다. 우리나라에는 제주시 동쪽에 ‘행원’이라는 마을에 우리나라 최초의 풍력 단지가 있어요. 이곳에는 풍력 발전기 13기가 돌며 전력을 생산해 내고 있으며 경북 영덕에도 풍력 발전단지가 조성되어 있어요. 그런데 무한한 가능성인 있는 풍력 발전이지만 여러 문제점들이 있어요. 풍력 발전기 한 기로 얻을 수 있는 전기는 크지 않아 적어도 이를 제대로 활용하려면 여러 풍력 발전 단지를 조성해야 하는데 그렇게 되면 자연경관은 훼손되기 쉽거든요. 또한 터빈이 서로 방해 없이 돌아가기 위해서는 터빈 사이의 거리를 100 M 이상 두어야 하니 엄청난 면적이 필요해요. 이것이 최근 많은 나라들이 바다에 풍력발전 단지를 건설하는 이유랍니다.





사진 2> 바람의 힘을 이용한 풍력 발전기로 전기를 얻고 있어요. 바람만 잘 이용해도 엄청난 양의 전기를 만들 수 있지요. 사진출처>>cc by Jeannie Wallen




사진 2> 바람의 힘을 이용한 풍력 발전기로 전기를 얻고 있어요. 바람만 잘 이용해도 엄청난 양의 전기를 만들 수 있지요. 사진출처>>cc by Jeannie Wallen




바다에 풍력 발전기를 세운다?
최근 이슈가 되고 있는 해상 풍력은 육상 풍력에 비해 용지 확보가 쉽고, 타워 높이를 제한 받을 필요가 없으며, 소음이나 자연 훼손 같은 부작용도 없어요.2009년 유럽풍력에너지협회에 따르면 EU 국가 가운데 가장 활발히 움직이는 나라는 영국으로, 2009년 말 현재, 12개 단지에서 터빈 287개를 돌려 하루 최대 882.8MW의 전력을 생산할 수 있어요. 덴마크도 만만치 않아서, 단지 9곳에서 하루 639.15MW의 전력 생산이 가능하지요.






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우리나라 사정은 어떨까요? 이미 짐작했겠지만 갈 길이 멀답니다. 일단 신재생에너지 비중이 전체 에너지의 2.37%밖에 안 되고, 풍력 에너지는 신재생에너지 안에서도 1.4%에 불과하거든요. 2007년 국내 전체 발전량 가운데 겨우 0.08% 정도를 생산해 사용했으니, 다른 나라에 비하면 아주 적은 비율이지요. 우리나라는 2025년까지 풍력으로 20 GW의 에너지를 생산할 목표를 세우고 있어요. 20 GW는 원전 20~30개가 생산하는 전력량과 비슷한 양이에요. 땅과 바람이 부족한 우리나라 상황에서 육상 풍력만으로는 어림 없는 수치지만 해상 풍력 단지가 가세한다면 충분히 가능한 일이지요. 우리나라는 해상 풍력 단지를 설치하는 데 있어 매우 유리한 환경이에요. 해상 풍력단지에서 가장 중요한 것은 수심과 풍속인데, 해안에서 멀지 않은 바다의 수심이 10~40m쯤 되고 풍속이 6㎧ 이상 되어야 경제성이 있어요.수심이 깊으면 설치비가 많이 들어 경제성이 떨어지고 풍속이 느리면 발전량이 줄어들지요.





사진 3> 요즘은 바다에 풍력 발전기를 세우는 연구가 한창이에요. 타워 높이를 제한 받지 않고 용지 확보가 쉽다는 이유 등 때문이지요. 사진출처>> cc by betawolf311








육상 풍력 단지보다 경쟁력 있는 해양 풍력 단지
국토가 좁은 대신 삼면이 바다인 우리나라에게 딱~ 좋은 에너지가 바로 해양 풍력 발전이에요.해양 한국에너지자원연구소가 2005~2007년 풍향 자료를 분석한 결과 강원, 제주 외해가 가장 유리했어요. 하지만 해상 풍력 단지를 건설하는 데는 수심도 매우 중요해요. 전세계 풍력 단지는 주로 수심 30m 안팎의 바다에 서 있는데 우리나라의 경우 수심이 10~20 m 인 경우가 54% 정도로 높아 해상 풍력 단지를 세우는 데 아주 좋은 조건이에요. 특히 남서해안 해역은 비교적 수심이 얕고 풍속이 빨라 해양풍력단지로 적격이라는 평가를 받고 있지요. 그 결과 풍향과 수심 등을 고려해 본 결과 남서해안에서도 고흥반도-진도-조도를 잇는 해역이 가장 유리하다고 해요. 언뜻 생각하기에 가장 유력할 것 같은 제주는 주변 바다의 수심이 불균형해서 불리하고, 서해안 일대 해역은 풍속이 느려 경쟁력이 떨어진다는 거지요. 자~ 그럼 해상 풍력 단지가 육상 풍력 단지보다 무엇이 나은지 좀더 알아볼까요? 우선 바다에 풍력 단지를 설치하면 용지 확보가 육상보다 쉽고, 장애물이 없어 난류가 적을 뿐 아니라 풍속에 변화가 없어 육지에서보다 더 많은 에너지를 생산해 낼 수 있어요. 또한 소음으로부터 벗어날 수 있는 데다, 관광지로서의 역할도 톡톡히 할 것으로 보고 있지요.




한 걸음 더>> 수력 발전이 뭐고, 소수력 발전이 뭐죠?
물은 높은 데서 낮은 데로 흐르는 성질을 이용한 물레방아가 대표적이에요. 현대에 와서 그것을 발전시킨 것이 수력 발전이에요. 그런데 수력 발전을 하기 위해 큰 댐을 만들어야 하는데 그러면 강의 흐름이 막혀 주변 지형과 기후, 생태계가 바뀌게 돼요. 그래서 그 대신 작은 하천이나 폭포, 이미 만들어 놓은 저수지 등에 작은 규모로 발전 시설을 만들어 전기를 생산하는 방식을 많이 사용하는데, 이것을 소수력 발전이라고 해요.




지구 살리기 프로젝트에 동참해요 ④
자연을 내 가족처럼 생각해요!
사람들이 자연을 사랑한다면 지구가 점점 더워지는 일 따위는 일어나지 않았을지도 몰라요. 우리가 자연을 사랑해야 자연은 그 이상을 되돌려 준답니다. 자연과 친해지려고 노력해 보세요. 그러면 자연을 파괴하고 오염시키는 일이 얼마나 엄청난 일이었는지 알 수 있답니다.




주제!
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