안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
수력 발전은 높은 곳에 모아둔 물의 위치에너지를 낙하시켜 터빈을 돌리는 방식으로, 발전기 작동 시 이산화탄소나 대기오염 물질을 배출하지 않는 대표적인 친환경 에너지원입니다. 그 작동원리와 장단점에 대해 말씀드릴게요.
댐을 쌓아 가둬둔 물을 수문을 통해 아래로 떨어뜨리면, 높이 차에 의해 물의 위치에너지가 운동에너지로 전환되고, 쏟아지는 물의 강한 압력의 운동에너지가 수차의 날개를 세차게 밀어 고속으로 회전시킵니다. 수차와 축으로 연결된 발전기 내부의 자석과 코일이 함께 돌면서 전자기 유도 현상에 의해 전기를 만들어냅니다.
수력 발전의 장점은 발전 과정에서 이산화탄소나 미세먼지가 전혀 배출되지 않고 수문만 열면 수 분 내에 전기를 생산할 수 있어 급격한 전력 수요 변화에 빠르게 대응 가능합니다. 또한, 연료비가 들지 않고 댐 주조물의 수명이 매우 길어 장기적으로 사용가능합니다. 단점으로는 댐 건설로 대규모 수몰 지역이 발생하여 수생과 육상 생태계가 파괴되고 주민 이주 문제 발생하며 풍부한 수량과 높은 낙차가 확보되는 지형에만 건설 가능합니다. 또한, 거대한 토목공사가 필요하여 초기 자본과 건립 기간이 크게 소요되며 기후변화로 장기 가물이 발생하면 발전량이 크게 감소할 수 있습니다.