달이 만드는 재생에너지, 조력발전[디깅에너지]

[스페셜리스트리포트]
보름달·그믐달 뜰 때 수위 커져
조력발전량 상대적으로 많아져
관제소엔 음력날짜 표시등
새만금에도 조력발전 건설 추진
농어촌공사 6800억원 투자계획

시화 조력 발전소 조감도. 한국수자원공사

경기 안산시 단원구에 있는 시화호 조력발전소에는 25층 높이의 '시화 이루나 타워(달전망대)'가 있다. 이곳에 올라가면 시화조력발전소가 있는 시화호와 주변 바다를 한눈에 내려다 볼 수 있다. 날씨가 좋을 때는 멀리 실미도까지 보인다. 시민들에게 무료로 개방되는 이루나 타워는 연인원 220만명이 찾는 서해안의 관광명소로 자리 잡았다.

시화조력발전소 전망대의 이름에 '달(Luna)'이 들어간 것은 조력발전이 달의 힘을 이용하기 때문이다. 조력발전은 조석 간만의 차(밀물과 썰물의 높이 차이)를 이용해 에너지를 얻는다.

모든 바다에서는 달과 태양의 끌어당기는 힘으로 밀물(만조)과 썰물(간조)이 반복하는 조석 현상이 발생한다. 이때 생기는 해수면의 높이 차이를 이용해 조력 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것이 조력발전이다. 태양광, 풍력과 마찬가지로 조력발전은 자연이 주는 청정에너지인 것이다.

조력발전소 내부 구조. 한국수자원공사

시화조력발전소의 관제소에는 해수면 수위, 생산 전력, 주파수 등을 표시하는 전광판 말고도 특이하게 음력 날짜를 알 수 있는 표시등이 있다. 달의 위치에 따라 물의 높이가 달라지기 때문이다. 보름달이나 그믐달이 뜰 때는 달과 태양의 인력(끌어당기는 힘)이 합쳐져 가장 강하게 바닷물을 잡아당기게 된다. 이때 수위 차가 더 커져 조력 발전량이 상대적으로 많아진다.

조력발전은 단방향 발전인 단류식과 양방향 발전인 복류식으로 구분된다. 단류식은 밀물일 때 전기를 만드는 창조식과 썰물일 때 발전하는 낙조식으로 나뉜다. 시화조력발전은 밀물 때 발전하고 썰물 때는 수문으로 배수하는 단류식 창조발전을 채택했다.

복류식을 택하지 않은 것은 시화호 안쪽에는 주요 산업단지가 자리 잡고 있어 시화호의 수위를 일정 수준으로 유지해야 하기 때문이었다.

조력발전소에서는 수차발전기가 전기를 만든다. 수차는 바닷물의 힘을 터빈으로 전달하는 역할을 한다. 수차는 위치 에너지를 회전 에너지로 바꿔준다. 시화조력발전소에는 직경 7.5m, 날개 3개로 이루어진 대형 수차가 설치돼 있다.

국내에서는 시화호에 이어 새만금 조력발전소 건설도 추진되고 있다. 농어촌공사는 새만금에 6800억원을 들여 140㎿ 규모의 조력발전 사업을 추진할 계획이다.

김성환 기후에너지환경부 장관은 환경부 장관이었던 지난 9월 김의겸 새만금청장을 만나 새만금호 수질 개선을 위한 배수갑문 증설 및 조력발전 등 사업에 대해 논의하기도 했다. 단, 새만금의 조석 간만의 차이는 최대 6~7m로 시화호보다 작아 경제성이 부족하다는 지적이 나온다.

강희종 에너지 스페셜리스트 mindle@asiae.co.kr