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수력발전이란?
2026-05-06 오후 5:38:01
1. 수력발전이란?
물이 갖는 위치에너지를 <수차>를 이용하여 기계 에너지로 변환하고 이것을 다시 전기에너지로 변환하는 발전방식입니다. 즉, 물이 떨어지는 힘으로 수차를 돌리면 수차의 축에 붙어있는 발전기가 돌아가게 되어 전기가 발생하는 것입니다. 얻은 전기는 다시 변압기를 통해 고전압으로 변환된 후 송전선을 통해 바깥으로 운송됩니다. 수력발전은 19세기 말까지 거슬러 올라갈 정도로 전통이 깊은 발전 방법입니다. 우리나라에서도 평안북도의 운산수력발전소가 왕조의 말기에 건설됐을 정도로 오랜 역사를 지니고 있습니다. 수력발전은 국내 부존자원인 물을 이용하여 전력을 생산하므로 무공해 청정에너지이며 발전 연료 수입 대체효과, 양질의 전력공급에 기여하고 있습니다.
남양주 팔당댐
2. 수력발전의 종류
한국에너지공단 신재생에너지센터
1) 댐식
하천 본류에 커다란 댐을 가로막아 댐의 상.하류에 생기는 수위차를 이용하여 발전하는 방식입니다. 댐에 저장되는 수량이 많을수록 경제적으로도 유리하고 운영면에서도 좋으므로 우리나라에서는 한강계 중하류부에 댐식 발전소가 많이 건설되고 있습니다. 계절에 관계없이 하천유량의 변화를 평균화할 수 있어 홍수조절, 관개용수 등 다목적 댐으로 이용됩니다. 하지만 댐식 발전 방식은 해당 지역에 충분한 강수량이 있어야 하고 물을 저장할 충분한 넓이가 있어야 하며, 댐의 건설비가 많이 들고 건설 기간이 오래 걸린다는 등의 단점을 가지고 있습니다.
2) 수로식
하천의 경사에 의한 낙차를 그대로 이용하는 방식으로 경사가 급하고 굴곡이 심한 하천의 굴곡부 중상류측에서 짧은 수로로 유로를 바꾸어서 높은 낙차를 얻는 발전방식입니다. 하나의 하천이 상류측에서 타하천으로 접근하면서 표고가 높은 위치를 흐르고 있는 지형에서는 분수령을 관통하여 낮은 쪽에 있는 타하천으로 새로운 수로를 설치하여 연결 시키는 유역변경식이 유리합니다.
3) 양수식
하부저수지에 저수되어있는 물을 높은 곳에 자리 잡은 상부저수지로 일단 양수하였다가 주간에만 발전에 이용하고 남은 물을 보조댐에 저장하였다가 전력 수요가 적은 야간에 전력을 다시 사용해 본댐으로 양수하여 발전하는 방식입니다. 전력 소비가 가장 적은 심야 시간에 값싼 전력을 동력으로 이용하는 만큼 대형화력, 원자력 발전소의 효율 향상 및 예비전력으로서의 역할을 합니다. 양수발전은 특히 대규모 정전이 발생하였을 때 바로 대용량 전기를 생산하여 고품질의 전력을 공급할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 설비의 어려움과 과도하게 쌓이는 문제와 함께 양수발전 수요에 맞춘 건설이 되어야 하고 운영에 따른 예산 낭비 문제도 심각하다는 단점도 있습니다.
3. 수력발전의 장점
1) 적은 발전 비용
초기 건설자금은 크지만 경제수명이 50~100년으로 매우 길고 추가적인 비용 지출이 적습니다. 자동화된 수력발전소의 경우 적은 수의 인원으로도 운영이 가능하여 상대적으로 발전비용이 저렴합니다. 또한 수력을 이용해 발전하고 있는 시간에는 수력에서 생산된 전력량만큼 수력보다 비짠 화력발전소가 가동되지 않기에 전력 가격을 낮추는 요인이 되기도 합니다.
2) 적은 이산화탄소 배출량
일반적인 수력발전 시설은 화석 연료를 사용하지 않아 직접적으로 이산화탄소를 만들어내지는 않고 기반 시설 건설이나 공급 시설에서의 온실가스 발생은 있을 수 있지만 극히 일부입니다.
3) 저수지 활용
수력발전을 위한 댐 시설의 건설은 주변 자연의 경관에 영향을 주고 이를 통해 만들어진 저수지를 이용하여 양식장을 많이 운영하는 편이며 수상스포츠 시설이나 관광 자원으로 활용할 수 있습니다. 또한 전력 생산 외에 농업용 저수지, 농업용 하수처리장, 정수장, 다목적댐 등에도 적용 할 수 있습니다.
4. 수력발전의 단점
1) 생태계 및 환경에 영향
발전용수의 확보를 위해 발생하는 넓은 범위의 댐 및 저수지 건설은 상당 부분의 지형을 침수시키게 되어 해당 지역의 생태계 및 자연환경을 손상시킬 수 있습니다. 수력발전 시설의 작용을 통해 댐 상부 저수지와 하부의 하천 수생 환경이 급변하고 일시적으로 대량의 용수가 배출되는 과정에서 토양의 유실, 침수, 강 유역의 변화가 발생합니다. 유실된 토양은 퇴적물로 변화하며 강의 흐름을 막거나 수심을 변화시켜 홍수를 제어하는 능력을 감소시키거나 저수 용량을 감소시켜 발전량에 영향을 줄 수 있습니다.
2) 입지의 제한
수력발전 시설을 건설하기 위해서는 풍부한 수량과 낙차가 필요하며 저수지를 형성할 넓은 지형과 적은 비용으로 댐을 건설할 수 있는 형태의 목이 좁은 지형 등 입지 조건이 제한적인 편입니다. 또한 세계적으로 각 국가별 물 자원의 불균형이 존재하며 모든 국가 및 지역에서 수력 발전을 활용하기에는 제한이 존재합니다.
3) 발전량의 한계
에너지원을 계속 공급 가능한 화석 연료 발전 방식과 달리 수력발전에 필요한 물 자원은 높은 위치에서 아래로 이동해야 한다는 조건까지 필요하므로 재생될 수 있는 총량이 다른 발전 방식에 비하여 제한적입니다. 신재생에너지 중 가장 많은 발전용량을 가지고 있는 수력발전이지만 한편으로 세계 에너지 중 큰 비중을 차지하지 못하는 것은 이러한 발전량의 효율상 한계가 있기 때문입니다.
- 경북권 김나연 학생기자 -
instagram : @gr_gb-repoters
출처
https://www.khnp.co.kr/main/contents.do?key=196
http://kienews.com/news/newsview.php?ncode=1065585503538175&dt=m
https://m.cafe.daum.net/inventorstory/AHoA/17?svc=cafeapi
http://wiki.hash.kr/index.php/%EC%88%98%EB%A0%A5%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80
https://www.energytimes.kr/news/articleView.html?idxno=62850
http://www.todayenergy.kr/news/articleView.html?idxno=224800
이미지 출처
https://namu.wiki/w/%ED%8C%94%EB%8B%B9%EB%8C%90?rev=56
https://www.knrec.or.kr/biz/korea/intro/kor_water.do