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공학 문제해결/유체기계

【유체기계】 펌프 수차, 양수식 발전



양수식 발전이란, 


수력 발전(댐, 수력, 조력 등)의 한 종류입니다. 야간 시간대처럼 잉여 전력이 풍부한 시간에 '펌프'를 통해서 물을 높은 곳에 저장해둔 다음, 전기가 필요할 때에 올려두었던 물을 다시 내리면서 그 낙차를 '수차'를 통해 '전기 에너지'를 생산하는 발전 방식입니다. 

전기를 저장하는 기술이 아직 고도화되거나 상용화되어 있지 않기 때문에 '전기 에너지'를 생산하기 위해서 물의 '위치 에너지' 형태로 에너지를 저장해두는 방식입니다. 이를 통해서 잉여 전력을 활용할 수도 있고 피크 시간대에서도 충분한 전력 생산을 가능케해서 전기사용에 대한 불편함을 많이 줄일 수 있습니다.

화력 발전의 경우에는 가동 후에 일정 기간 정지상태 또는 정비상태가 이어지기 때문에 전력수요를 급격하게 반영하기 힘들다는 단점이 있습니다. 이러한 단점을 보완하기 위해서도 양수식 발전을 사용하기도 합니다.




아래 문제는 2018년도 3회차 건설기계설비기사에서 실제 출제된 기출문제입니다.

[문제]


회전차를 정방향과 역방향으로 자유롭게 변경하여 펌프의 작용도 하고, 수차의 역할도 하는 펌프 수차(pump-turbine)가 주로 이용되는 발전 분야는?

① 댐 발전
② 수로식 발전
③ 양수식 발전
④ 저수식 발전




[문제 풀이]


위에서도 언급하였듯이, 양수식 발전(③번)에서는 '펌프 수차'가 사용됩니다. 물을 끌어올릴 때도 있고 내려서 에너지를 생산하기도 하기 때문에 '펌프'와 '수차'를 한번에 만들어버린 기계입니다. 그 때문에 작업 효율은 다소 떨어지지만, 에너지 생산 및 사용의 관점에서는 상당한 이득이 있기 때문에 현재 양수식 발전소에는 '펌프 수차'가 사용됩니다.