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[양수발전의 원리]양수발전이 뭐예요?

  • 2013.12.05.
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‘물 재활용’ 실천해본 적 있으신가요?
여름철 소나기는 한여름 불볕더위에 시달리는 대지를 식히고 먼지를 청소해주는 고마운 존재이자 풀과 나무들에는 생명수가 됩니다. 또, 엄마들이 매일같이 씻는 쌀뜨물은 음식물의 냄새나 기름기를 제거해주는 특효약이자 최고의 미용수이고, 머리를 감을 때 마지막으로 헹군 깨끗한 물은 화장실 청소에 요긴하게 쓸 수 있는 재활용 에너지이기도 합니다. 오늘 말씀 드릴 ‘양수발전’의 기본 개념도 물을 재활용 한다는 측면에서 이와 비슷합니다. 지금 당장 필요하지는 않지만 물을 잘 간직해 두었다가 필요할 때 발전 에너지원으로 쓰는 것, 이것이 양수발전의 원리입니다. 양수발전의 필요성과 효율성은 무엇인지, 그리고 우리나라에는 양수발전소가 어디어디에 있는지 알아보겠습니다.

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수력발전소는 자연에너지인 ‘물’을 이용해 전기 에너지를 얻기 때문에 ‘연간 강수량’과 ‘자연유량’에 제한을 받게 됩니다. 그래서 보다 효율적인 발전을 하기 위해 개발된 것이 양수발전소입니다. 양수발전의 원리는 간단합니다. 물이 갖는 위치에너지를 기계에너지로 변환하는 수력발전소 위에 댐 하나를 더 설치해 전력 여유가 있을 때 물을 끌어올려 저장에너지로 비축해두고 필요한 시간에 이를 적절히 사용하는 것입니다. 다시 말해 저수지를 상부와 하부 양쪽에 두고 전력 사용이 적은 밤중이나, 강수량이 많은 여름철에 양수 펌프를 가동해 아래쪽 저수지의 물을 위쪽 저수지로 끌어올린 뒤, 전력이 많이 필요한 낮 시간에 방수해 발전하는 방식입니다.

이렇게 발전원의 여유 전력을 위치에너지로 변환시켜 전기를 저장하는 양수발전은 막대한 전력이 수요되는 여름철에 자체 기동발전을 해서 다른 발전소에 최초로 전력을 공급해주는 중요한 역할을 합니다. 또한 대용량 화력발전소이나 원자력발전소의 출력변동으로 인한 기기의 수명단축을 보완해주는 수단이 되기도 합니다.

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<한국수력원자력발전 홈페이지 참조>

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물론 양수발전소도 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 끌어올릴 때 많은 전력을 사용하게 됩니다. 하지만 이 과정은 주로 심야에 값싼 전력을 이용해서 이뤄지기 때문에 결과적으로는 훨씬 경제적이고 운용효율도 높은 방법입니다. 또, 다른 에너지원의 발전시설보다 기동성이 우수해 긴급 부하변동으로 정전 등 예기치 못한 상황이 발생했을 때도 신속한 대처가 가능하므로 양질의 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 장점이 있습니다.

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현재 우리나라에는 총 7개의 양수발전소가 있습니다. 그 중 경기도 가평에 있는 청평양수발전소는 우리나라에 처음 지어진 양수식 발전소입니다. 이 발전소는 상부 저수지만 축조해 북한강 수계에 있는 청평발전소의 저수지를 하부 저수지로 이용하는 것이 특징입니다. 또, 경상남도 밀양에 있는 삼량진양수발전소는 우리나라 최대 양수식 발전소로, 청평양수발전소의 건설 경험을 적용해 빠른 기동정지와 높은 효율을 자랑합니다. 1995년에 지어진 무주양수발전소는 적상산에 자리 잡은 상부 저수지에서 산 아래 하부 저수지로 물을 떨어뜨려 발전하는 방식이며, 국내에서 가장 큰 용량의 발전기를 보유하고 있는 산청양수발전소는 국내 최초로 콘크리트 표면 차수벽식 석괴댐 공법을 사용해 건설비를 약 30% 절감했다는 의미가 있습니다. 이밖에도 강원도에 있는 양양양수발전소, 경상북도에 있는 청송양수발전소, 그리고 가장 최근에 지어진 경상북도 예천의 예천양수발전소 등이 있습니다.

이렇게 양수발전에 대해 살펴보고 나니 우리 국토의 더 많은 곳에 양수발전소들이 설립되었으면 하는 바람인데요, 앞으로 더욱 저렴하고 효과적인 양수발전의 설비기술이 개발돼 우리나라가 어떤 상황에서도 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 국가, 청정에너지의 강국이 되기를 희망해봅니다.

 

 

 

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