세계 최대의 조력발전소, 시화호 조력발전소 길라잡이_1탄

 

제 1절, 조력발전 및 시화호 조력발전소 운영방식

 

바닷물의 압력과 흐름을 이용하여 에너지로 만드는 조력발전. 환경오염이나 자원고갈 없이도 지속적으로 에너지를 만들어낼 수 있다는 큰 장점이 있죠? 기존의 자연을 효율적으로 사용하면서도 친환경적인 생산이 가능하기 때문에 전 세계적으로 많은 관심을 받고 있습니다.

 

2011년에 준공된 시화호 조력발전소는 이러한 조력발전분야의 선두주자라고 할 수 있는데요. 국내 최초이자 세계 최대의 조력발전소 건설공사로써 약 7년 동안 끝없는 연구와 각고의 노력 끝에 완성된 대형 프로젝트입니다. 지금부터 3번에 걸쳐 방울이와 시화호 조력발전소 및 조력발전의 원리에 대해 알아보는 시간 가져볼 텐데요. 자 그럼 시작할까요?

 

 

 

 

▮ 조석현상이란?

 

조력발전을 이해하려면 가장 먼저 알아두어야 할 조석현상! 조석현상은 해수면의 상승(밀물)과 하강(썰물)이

규칙적으로 반복되는 현상을 말해요. 달과 태양의 인력과 지구 자전에 의한 원심력에 의해 발생하지요.

 

 

 

 

조석현상은 지역별로 다르게 나타나는데요.

각 지역의 해안선 및 해저지형의 모양과 크기에 영향을 받기 때문입니다.

또한 기압, 바람, 수온, 염분 등 기상요인에도 큰 영향을 받는답니다.

 

* 심화학습 

만조 물이 육지면으로 올라와서 해수면이 가장 높아질 때
간조 해수면의 높이가 가장 낮아질 때
사리  밀물과 썰물의 차이가 큰 때로서 지구-달-태양이 일직선상에 위치하게 되는 삭과 망일 때 발생
조금  밀물과 썰물의 차이가 작을 때로서 달의 위치가 상현이나 하현일 때 발생

 

▮ 조력발전의 원리

 

조력발전은 밀물과 썰물 때에 발생하는 수위차, 즉 조석간만의 차가 큰 하구나 만에 방조제를 막아 조지를 만들고,

바다와 조지의 수위차를 이용하여 전기를 생산하는 발전방식을 말해요.

 

조지  방조제로 만들어지는 땅

 

조력발전 방식은 크게 한방향 발전인 단류식과 양방향 발전인 복류식으로 구분할 수 있답니다.

 

 

 

 

시화호 조력발전소는

밀물이 되었을 때 높아진 외해와 내해의 수위차를 이용하여 바닷물을 유입시켜 전기를 생산하고

썰물 때 낮아진 외해로 내해의 물을 내보내는 "단류식 창조발전" 방식으로 운영 중 입니다.

 

 

 

 

다른 그림을 통해 다시 볼까요?

밀물 때, 바닷물을 수차로 유입시켜 전기를 생산하고,

 

 

 

 

썰물 때, 호숫물을 수차와 수문을 통해 배수!

 

 

 

 

▮ 조력발전의 특징

 

조력발전소가 수력, 풍력, 태양광과 같은 타발전소에 비해 유리한 점 3가지! 

 

첫째,  지구·태양·달이 존재하는 한 바다의 조석현상은 발생하므로 무한한 에너지를 활용하여 전기를 생산 가능

둘째, 조석현상은 1년, 5년, 10년 후의 조위를 예측할 수 있으므로 예상시간에 예상된 양의 전기 생산 가능

셋째, CDM 사업 중 태양광·풍력발전의 경우 날씨조건에 큰 영향을 받지만 조력발전은 상대적으로 날씨의 영향을 덜 받음

 

CDM (청정개발체제, Clean Development Mechanism)
기후변화협약 총회에서 채택된 교토의정서 제12조 규정에 따라 지구온난화 현상 완화를 위해

선진국과 개발도상국이 공동으로 추진하는 온실가스 감축사업 제도

 

▲국내 수력 및 조력 발전운영 특성 비교

 

 

특히 시화조력은 건설에서부터 운영시까지 친환경 공법을 적용했는데요. 발전소 건설공사를 위한 가물막이공법 중 원형셀공법을 사용하여 시공 및 해체 시 토사 유출량이 최소화되도록 했습니다. 또한 수차 날개를 최소화하여 바다생물이 이동 시 입는 피해를 최소화하고자 했죠. 

 

원형셀공법  해양에 구조물을 축조하는 동안 물이 들어오는 것을 막기 위해 널말뚝이나 흙 등으로 사용하여 임시로 제방을 만들어 막아놓는 가물막이공법 중 하나로, 강재원형기둥을 만들어 안에 모래를 채우는 공법

 

발전소 준공 후 최초 운영시 수질 및 시화호 생태계에 급격한 환경 임팩트를 줄이기 위해 수차 및 수문을

1대 가동에서 시작하여 점진적으로 확대한 것도 중요한 특징입니다. (전 수차발전기 가동까지 35일 소요)

 

더불어 발전소 운전에 필요한 각종설비의 냉각수를 방류하지 않고 재활용하는 폐쇄회로방식을 채택했고, 베어링 윤활유 및 유압 작동유를 생화학적으로 분해 가능한 오일을 적용했다는 사실! 게다가 시화호 조력발전소 옆에 위치한 T-LIGHT 공원은 외부의 흙이나 돌을 반입하지 않고 수차 및 수문 설치를 위해 발생되는 토석만으로 조성했어요~^^

 

 

 

 

▮ 시화호 조력발전소 운영방식

 

시화호는 초기부터 외해지역의 급격한 환경임팩트를 최소화하기 위하여,

외해로 유출된 COD 농도가 충분히 확산, 희석될 수 있도록 운영되었어요.

  

COD(화학적산소요규량, Chemical Oxygen Demand)

유기물 등의 오염물질을 산화제로 산화 분해시켜 정화하는 데 소비되는 산소량

 

더불어 밀물과 썰물의 수위차가 작아지는 소조 시, 수차발전기 1대, 수문 1문으로 10일간 운전한 후 수문 전체 8문으로 확대하여 5일간 운영했다가(수차발전기 1대 운영기간 15일) 5일 간격으로 수차발전기 운영 댓수를 4대, 6대, 8대, 10대로 증가시켜 운영합니다. 즉 수차발전기 전체 10대 운영을 35일 정도 경과시킴으로써 외해 환경임팩트를 최소화할 수 있도록 한 것이죠! ^_^

 

 

▲수차발전기 및 수문 운영표

 

 

시화호 관리수위는 EL(-)1.0m를 유지하고 있는데요. 시화호 주변지역의 침수를 방지하고  생태계 보호를 위해 평상시 유지가능 최고 수위를 운영관리규정에 명시해두었죠~  집중강우 시 홍수 방지를 위한 탄력적인 수위 운영도 필요하게 되었는데요. 시화호 상류에 공단 및 주거지역이 밀집하여 집중강우 발생 시 강우가 토양으로 흡수되지 않고 시화호로 단시간 내 유출되어 유입량 급증으로 인한 피해를 방지하기 위해 체계적인 수위관리를 실시하고 있어요~!

 

 

 

 

알쏭달쏭했던 조력발전과 시화호 조력발전소에 대한 내용이 이제 좀 정리가 되셨나요?^^ 앞으로도 방울이와

신재생에너지, 시화호 조력발전소 및 주변지역에 대해 상세히 살펴볼 예정이니 많은 관심 부탁드려요 (--)(__)