안녕하세요 광주농성초등학교 교사 정경수입니다 반갑습니다 제가 오늘 준비한 주제는 신재생에너지 수력발전의 힘이라는 주제인데요 오늘은 신재생에너지와 수력발전에 대해 알아보고 간이 수력발전기를 만들어 보도록 하겠습니다 혹시 신재생에너지가 무엇인지 알고 계신가요? 신재생에너지는 신에너지와 재생에너지를 아우르는 말인데요 기존의 화석연료를 변환시키거나 햇빛, 물 생물 유기체와 같이 재생 가능한 에너지를 변환하여 이용하는 에너지를 우리가 신재생 에너지라고 하고 있습니다 신재생 에너지에 그럼 어떤 종류가 있을까요? 혹시 아는 친구 있을까요? 네, 저기 작게 친구가 이야기하고 있어요 풍력! 그렇죠 또? 뭐가 있을까요, 친구? 수력 어, 그래요 맞아요 수력도 우리 신재생에너지에 포함이 되고요 또 하나 더 이야기해볼까? 하나 더, 풍력, 바람도 포함이 되겠죠? 지열이라는 것은 땅 속의 열을 이용하는 방식입니다 그리고 아까 친구가 이야기한 것과 같이 바람 등이 우리 신재생에너지에 포함이 되고 있습니다 그러면 우리가 왜 신재생에너지에 대해 알고 계속해서 연구를 해야 할까요? 에너지 수입 의존도라는 수치가 있습니다 이 에너지 수입 의존도라는 것은 한 국가가 필요로 하는 에너지 중에 얼마나 우리가 그 에너지를 수입에 의존하는가 이런 수치를 나타낸 것인데요 얼마 정도 될까요? 100이라고 하면? 80 조금 더 위로 하면? 90 네 우리가 2021년 통계청 기준으로 원자력 발전으로 생산한 에너지를 포함하지 않았을 때 92.3% 라고 합니다 갈수록 사실 수치는 점점점 낮아지고 있는데 하지만 여전히 굉장히 높은 수치라는 것을 알 수가 있죠 그렇다면 우리나라에서 가장 많은 비율을 차지하는 에너지원은 혹시 무엇일까요? 어디서 우리가 가장 많은 에너지를 얻고 있을까요? 친구? 네 태양광 태양광 또? 자, 바로 화석연료입니다 화석연료는 동물의 사체가 오랜 시간 동안 높은 온도와 압력에 의해서 변화된 것을 말하는데요 화석연료에는 석탄, 석유, 천연가스가 포함됩니다 그런데 이 세 가지 에너지를 합해 보면 81 .5 % 이렇게 나오고 있습니다 그런데 이 화석연료 그렇다면 왜 사용하면 또 안 될까요? 뭐가 문제가 될까? 친구가 엄청 많이 알고 있는 것 같아요 한번 이야기해볼까요? 하다가 울리고 네 그 생물들이 살고 좋아요 또 뭐가 문젤까? 석유, 석탄, 이 천연가스 하나 더 이야기해볼까요? 그리고 여기 가스가 생겨서 중국에서 20년이 되서 이렇게 생겼네요 어 진짜 좋은 생각입니다 여기 보면 이 화석연료라는 것은 한정 없이 우리가 캐서 사용할 수가 없겠죠 언젠가는 고갈되기 때문에 우리가 새로운 에너지 자원을 연구하고 개발해야 합니다 또 친구가 이야기한 것처럼 화석연료는 지구온난화를 일으키는 원인 중에 한 가지이기 때문에 사용을 가능하다면 지양해야겠죠 하지만 여전히 우리가 많은 에너지를 화석연료에 의존하고 있다는 것을 우리가 알 수 있었습니다 그럼 이제 수력 발전에 대해서 한번 이야기를 해볼 텐데요 수력 발전이라는 것은 말 그대로 우리 물의 힘을 이용하는 발전의 방식입니다 이 물의 낙하차를 이용해서 수차를 돌려 전기를 생산하는 발전의 방식인데요 이 낙하차라는 것은 물의 높낮이를 생각하시면 될 것 같습니다 조금 더 자세히 살펴보도록 하죠 그림을 보시면 우리 수력 발전을 할 때 가장 많이 이야기하는 댐이 나옵니다 이 댐을 이용해서 이 높은 곳에 물을 저장을 하는데요 그렇게 되면 물이 위치 에너지를 갖게 됩니다 높은 곳에 있기 때문에 많은 에너지를 가진 상태에서 이 물을 아래로 흘려보내면 위치 에너지가 운동 에너지로 전환이 되겠죠? 자 그래서 물이 이렇게 흘러가는 힘에 의해 여기 수차, 우리 물레방아를 생각하면 이해하기 더 쉬울 것 같아요 이 수차를 돌리게 되고, 이 수차는 다시 발전기와 연결이 되어 이 발전기를 돌려 전기 에너지로, 전기 에너지를 만들게 됩니다 이게 우리가 가장 많이 알고 있는 수력 발전의 원리인데요 현재 우리나라 지금 수력 발전을 하고 있는 곳을 나타낸 지도입니다 여기 보면 7보 수력 발전, 보성강 수력 발전 이렇게 해서 우리 몇 군데가 보이고 있죠? 이곳에서 우리가 수력 발전에 의해 전기를 생산을 하고 있습니다 이 사진은 선생님이 오늘 낮에 방금 우리 지도에서 실제로 해당되는 곳을 클릭을 하면 실제 지금 수력 발전을 하고 있는지 어떤 상태인지 실시간으로 영상을 볼 수가 있습니다 한국 수력 원자력 우리 홈페이지에서 확인이 가능한데요 선생님이 오늘 낮에 눌렀을 때 모습입니다 영상은 아니고 사진을 촬영했는데 여기 보성강댐 그리고 의암댐 특별히 물이 나오거나 하는 모습은 보이지 않더라고요 그런데 여기 괴산댐은 여기 하얀색 물줄기가 보이죠? 지금 물을 흘려보내면서 뭔가 발전을 하는 모습을 볼 수가 있었습니다 이 수력 발전에 그럼 우리 신재생에너지에서 어느 정도의 비중을 차지하고 있는지 한번 보도록 하죠 이 한국에너지공단에서 발표한 2021년 이 통계 자료를 보면 지금 가장 여기 두꺼운 에너지는 태양광이죠 그리고 풍력, 지열, 바이오 이런 것들이 보이는데 수력 발전이 보이지 않습니다 수력 발전은 여기 녹색 부분 이만큼이 지금 신재생 에너지에서 수력 발전이 2021년도에 차지하고 있는 비율이라고 생각하시면 될 것 같습니다 그럼 우리 수력 발전은 또 무조건 좋은 발전의 형태일까? 우리에게 어떤 악영향을 미치지는 않을까요? 어떤 문제점이 있을 수 있을까요? 아까 수력 발전을 위해서는 우리 뭘 만들어야 된다고 했죠? DEM을 만들어야겠죠 DEM을 만든다는 것은 우리 생태계가 어느 정도 파괴되고 훼손이 될 수 있습니다 그래서 이러한 문제점이 있을 수 있고요 또 우리 물을 이용하는데 물이.. 친구 이야기해 볼까요? 네 주민 유도하는 데 물통을 끌고 갔습니다 그렇죠 그런 이런 류의 문제도 있을 수 있고 그리고 물이 있어야 하는데 일정량의 물이 없다면 우리.. 이번에 가뭄이 굉장히 심했죠 이렇게 물이 없다면, 그리고 겨울철은 물이 온다면 이럴 때 수력 발전이 어려울 수 있다고 합니다 요즘에는 이 땜에 의해서 생태계가 파괴되는 것을 막기 위해 소수력 발전, 땜을 짓지 않고 조그매의 우리 낙하차, 물의 흐름을 이용해서 하는 소수력 발전이란 것도 현재 이용을 하고 있다고 합니다 자 지금까지 선생님이 신재생 에너지와 수력 발전에 대해 간단하게 소개를 했는데요 지금부터는 간이 수력 발전기를 한번 만들어보도록 하겠습니다 선생님들께서 준비물을 나눠주시면 같이 시작해보도록 하죠 자 재료를 모두 꺼냈을까요? 오늘 필요한 재료들은 노란색 플라스틱 바구니, 주사기, LED 전구, 회로도, 모터, 수차, 케이블 타이, 도면이 있습니다 그 중에서 선생님이 첫 번째 단계를 선생님이 해왔어요 지금 도면에 모터를 결합을 했는데요 지금 이미 된 것을 한번 들어볼까요? 네 꺼내서 확인이 되었고요 다음 단계는 자, 2범, 아 우리 숫자를 이 모터와 한번 연결을 해보도록 할게요 단, 이 모터 끝까지 들어가지 않도록 네 모터 사이가 조금 비어있도록 결합을 해보도록 하겠습니다 혹시 도움이 필요한 친구들은 주변 선생님께 요청을 하면 될 것 같습니다 끝까지 꽂지 않도록 다음 단계는 우리 도면에서 이렇게 생긴 부품을 꺼내서 방금 전 단계에서 만든 부품과 결합하도록 하겠습니다 좁은 곳과 넓은 곳 이곳을 주의해서 끼우면 되겠습니다 자 결합이 되었으면 다음 단계는 주변 어른들 이 다음 단계 도움이 필요할 것 같아요 일단 LED 전구와 회로도를 우리 꽂아 주는데요 우리 USB 꽂듯이 꽂아 주면 되겠습니다 자 다음 단계는 우리 전선의 피복 끝부분의 피복을 당겨서 벗겨주십시오 피복을 벗긴 전선을 통과시켜서 감아줘야 합니다 이 회로도에서 더 먼쪽, 여기가 빨간 전선, 가까운 쪽은 검정 전선을 연결해야 합니다 방향이 다를 경우 나중에 LED 전구에 불이 들어오지 않으니 꼭 위치에 주의해주세요 네, 가까운 쪽에 검정, 먼 쪽에 빨강 전선을 끝을 손가락으로 감아 통과시키면 잘 들어갑니다 한 두 번 정도 감아주면 고정이 잘 됩니다 거의 마무리가 되었으니 신중하게 전선을 넣고 감아주세요 여기 동그란 거 검정색 동그라미 있는 바로 아래가 검정 전선이구요 이렇게 흰색 동그라미 조금 떨어져 있게 빨간색 전선을 감아줘야 합니다 혹시 틀렸다면 이제 천천히 수정을 하고 선생님의 도움을 요청해 주세요 다음 단계를 한번 볼게요 이제 케이블 타이 하나를 꺼내서 이 회로도를 고정할 텐데요 여기 보면 구멍이 이미 도면에 뚫려 있습니다 이것을 가운데 이렇게 동그라미 동그라미 부분 사이를 지나도록 케이블 타일을 감아주세요 자 케이블 타일은 끝까지 쭉 당겨주면 되겠습니다 방향은.. 네 여기 구멍에 통과시켜야 돼요 이렇게 놓고, 게이블 타일을 이렇게 통과시켜서.. 고정이 되었다면 이제 마무리가 거의 된 것입니다 남은 부품을 이 모양으로 만들어서 해당 위치에 꽂아주세요 작은 부품을 위에 꽂고 이 홈이 있어요 이 홈을 따라서 꽂아주면 되겠습니다 이 단계까지 하면 선생님과 같은 수력발전기, 간이 수력발전기가 완성이 되는데요 완성이 된 친구들은 네, 한 번 돌려보시기 바랍니다 손가락으로 이렇게 숫자를 돌려주세요 잘 안 나오나요? 이렇게 놓고 손가락으로 쭉쭉 돌면 처음에 안 나오다가 계속 돌리면 불이 들어올 거예요 자 꽤나 우리가 강하게 돌려줘야 불이 들어옵니다 우리가 손가락을 살살하면 불이 들어오지 않고요 우리가 손가락을 계속 연속적으로 강하게 해줘야 불이 들어옵니다 우리 이렇게 손가락으로 돌려서 불이 들어오면 우리 한번 생각을 해볼까요 여기에 결합된 우리 검정색 물내방화가 우리 아까 수력발전에서 어디에 해당할까요? 어디에 해당할까요? 이 수차에 해당이 되겠죠? 이 검정색이 수차라면 원래는 우리가 여기에 물을 부어서 수차를 돌아가게 하면 이 발전기에 의해 전기가 생산이 되고 불이 들어오는데 우리는 물 대신 지금 손가락, 손가락의 힘으로 수차를 돌려줬죠 자, 여러분은 이제 집에 가셔서 이 플라스틱 통에 물을 받고 우리 여기 주사기가 같이 있습니다 그럼 이 플라스틱 통 위에 내가 만든 수력 발전기를 이렇게 올려놓고 올려놓고 주사기에 물을 받아서 수차를 돌려보면 우리 불이 들어오는 것을 확인할 수 있습니다 근데 단 우리 활동을 할 때는 이 활동은 물이 많이 튐으로 꼭 화장실에서 진행을 하고 그리고 우리가 손가락으로 돌렸을 때도 불이 쉽게 잘 들어오나요? 그렇지 않죠 그러므로 우리가 주사기에 물을 담았을 때도 수차를 정확하게 겨냥하고 쭉 눌러줘야 불이 들어오는 것을 확인할 수 있습니다 지금까지 우리 오늘 선생님과 같이 이 신재생에너지 수력 발전에 대해 이야기를 해보았어요 여러분이 오늘 신재생에너지 그리고 그중에서도 수력 발전에 대해서 아 이거 어떤 거구나 그리고 이거 직접 만들어 보므로써 아 이런 원리에 의해서 발전을 하는구나 하는 것을 기억해가면 좋을 것 같습니다 제가 준비한 강연은 여기까지고요 완성된 작품은 처음에 그 비닐봉지에 그대로 담아가시면 될 것 같습니다 오늘 강연 들어주셔서 감사합니다 감사합니다 Thank you Thank you Thank you Thank you Thank you Thank you Thank you Thank you Thank you Thank you