수력발전에서
거대 물막이 댐을 만들고
거대한 웅덩이를 만들어 물을 모이게 하고,
댐 이후로는 절벽을 만들어 위치에너지를 생성시키는 조건을 만들었다고 합니다.
위치 에너지는 높이 차이에 의해 나오는 것이니까요.
하지만 이 과정에서 댐에 물이 고이기 직전까지의 상황을 생각하면
댐에 물이 모이기 이전까지 물은 그 높이에서 동일한 위치를 에너지(잠재)로 가지고 있었고,
거기다가 추가로 빠른 물살에 의해 운동에너지까지 가지고 있었음을 알 수 있습니다.
댐 직전의 물 웅덩이에 의해 물은 위치 에너지만 남고
운동에너지는 소멸된 상태라는 것을 알 수 있습니다.
물론 댐에 이르기 전의 물은 비슷하거나 더 높은 위치에 있었어도
절벽을 가지고 있지 못하니 위치 에너지는 존재하지 못한다고도 주장할 수는 있겠습니다.
그러니 물을 댐 앞에서 거대하게 정지시켜야 했고,
댐 이후로는 낭떠러지로 떨어지게 하면서
위치 에너지를 소멸시켜 전력 자원으로 변환했다고 표현하는 것 같습니다.
어떻든 문제가 되는 것은 댐 앞에 물이 모여서 정체되기 이전에는
댐 앞에 웅덩에서와는 달리 잠재적 위치 에너지
(잠재라는 표현은 절벽이 없는 상태에서 동일한 높이를 가졌음을 의미)와
운동 에너지를 모두 다 가지고 있었고,
여기서 위치 에너지만 남기고 운동에너지를 완전히 없애버린 것이
댐 앞에 모여있는 거대한 물 웅덩이의 상황이라는 것입니다.
자 여기서 그렇다면
물을 가두지 않고 댐에서 물 가두는 일 없이 절벽만 생성시킨다고 생각해 봅니다.
그렇다면 위치 에너지는 그대로이고,
위에서 흘러온 물의 운동에너지는 댐 앞에 이르기까지 모두 그대로 보존되어 있습니다.
댐 앞에 물을 가두었을 때와는 달리 물줄기 양의 한계는 있을 것입니다.
하지만 대신에 물줄기는 댐 생성 이후와 달리 (거의) 끊이지 않고 흐를 것입니다.
수량이 풍부한 강에서라면요.
과거에는 이런 대규모 물 웅덩이에 의해 수직으로 낙하하는 형태가 아니면
에너지 생성에서 비효율을 일으킨다고 생각했던 모양입니다.
그래서 엄청난 설비를 이용해서 거대한 터빈을 만들었나요.
하지만 이에 대해 이제 훨씬 작은 발전 장치들을 가지고
끊임없이 흐르는 물줄기 그대로 발전해 보자는 것입니다.
그렇다면 비슷한 위치에너지에 운동에너지까지 살릴 수 있고,
잠깐만 작동하는 댐 발전 시간의 제약에서 벗어나
24시간 상시 작동하는 체제로 발전을 할 수 있을 것입니다.
과연 정말 효율이 떨어지는지 요즘 장비들을 가지고 실험을 해보자는 것입니다.
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실험은 추가로 물의 수직 낙하 방식에서
경사를 주고 긴 경사로에서 발전기들을 여러 대 설치해서 발전량을 측정해 볼 수 있습니다.
...... [2024-05-06] IIS 지식정보네트워크.
