양수발전

 

보통 수력발전소는 발전에 사용한 물을 흘려보내지만, 이 물을 버리지 않고 아래쪽에 저수지를 만들어 저장해 두었다가 다시 퍼 올려서 이용하는 발전소가 있다. 양수발전소(揚水發電所)가 그것이다. 얼핏 생각하면 아주 경제성이 없는 방법처럼 느껴진다. 과연 어떨까.

일반 가정에서는 밤이 되면 전등을 사용하므로 전력의 수요도 밤에 많을 것으로 생각하는 사람이 많으나 사실은 그렇지 않다. 대량으로 전력이 필요한 곳은 공장이기 때문이다. 따라서 공장이 일제히 가동되는 오전 10시부터 오후 5시까지가 전력의 수요가 가장 많다.

그러나 발전소의 입장에서 보면 전력의 수요에 관계없이 일정한 발전량을 유지해야 한다. 전력의 사용량이 절반으로 줄었다고 해서 발전량을 줄이거나 운전을 정지하는 것을 그리 간단하지 않다. 끊임없이 일정한 발전량을 유지해야 가장 효율이 좋은 것이다. 그런데 야간이 되면 전력이 남기 때문에 발전량을 줄여야 하는 경우도 생긴다.

양수발전소는 하부 저수지와 상부 저수지를 만들어 주간에 전력의 수요가 많을 때는 상부 저수지의 물로 보통의 수력발전소처럼 발전을 한다. 그리고 사용한 물은 하부 저수지에 저장해 두었다가 야간이나 휴일과 같이 전력이 남아 돌 때, 화력발전소나 원자력발전소의 전력을 이용해서 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 퍼올린다. 이 경우 수차(水車)를 펌프로, 발전기를 모터로 역이용하는 것도 가능하기 때문이다.

그렇다면 경제적인 측면에서도 양수발전은 효과적일까. 간단한 계산을 해보자. 수차와 발전기의 합성효율을 85%라고 하면 양수와 발전의 왕복효율은 0.85×0.85=0.72로 72% 가 된다. 즉 100만원의 전력으로 어떤 물을 양수해서 발전에 사용했다고 하면 72만원이 회수되는 셈이어서 나머지 28만원은 손실이 된다. 그러나 심야의 전력 요금은 주간의 반 정도밖에 되지 않으므로 100만원의 전력도 50만원이면 된다. 따라서 50만원으로 양수할 경우 이번에는 22만원의 흑자가 생긴다. 이렇게 양수발전소는 에너지적으로도 경제적으로도 합리적인 좋은 발전소이다.