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학습자료/과학

새어 나가는 에너지, 꼼짝마!

대한민국 교육부 2015. 12. 31. 11:21

새어 나가는 에너지, 꼼짝마!



■ 에너지를 절약해야 하는 이유 

에너지는 쓰면 다시 생기는 마르지 않는 샘물이 결코 아닙니다. 또 비용을 지불하고 사용하고 있지만 돈만 있으면 언제든지 사용할 수 있는 자원은 더더욱 아니지요. 에너지 대부분을 수입에 의존하는 우리나라 역시 최근 여름철 블랙 아웃을 경험한 후 에너지 절약 문제가 중요한 화두로 떠오르게 되었습니다.


에너지 절약은 불, 석유, 원자력, 신재생 에너지에 이어 제5의 에너지라고 말할 수 있습니다. 그만큼 에너지 절약은 인류 생존과 직결되어 있는 문제라고 볼 수 있지요. 이에 최근 에너지 절약은 우리나라뿐 아니라 세계적으로 강조되고 있습니다. 유럽 연합(EU) 내의 기업들이 2020년까지 해마다 총 매출의 1.5%에 해당하는 금액을 에너지 절약을 위한 설비에 투자하기로 한 것이나, 경제성이 떨어져 외면받던 셰일 가스 등 비전통 석유가스 자원에까지 세계 여러 나라가 관심을 보이는 것만 봐도 에너지 절감 문제가 그 어느때보다 절실하다는 것을 알 수 있지요. 에너지 절약을 범국민적으로 실천해야 할 이 때 세계 각국에서 에너지 절약을 위한 발명품들이 속속 개발되고 있다고 하니 반가운 일이 아닐 수 없는데요 그럼 한번 알아보도록 할까요?



■ 밟기만 해도 전기가 생산되는 압전 패드 

여러분은 사람들의 움직임도 훌륭한 에너지가 될 수 있다는 사실을 알고 있나요? 영국의 한 에너지 기업은 사람들의 움직임을 이용해 전기를 생산하는 시스템을 개발했습니다. 바로 사람들의 이동이 많은 장소에 버튼식 패드를 설치하는 것입니다. 버튼식 패드의 원리는 사람들이 버튼 위를 지나다니며 밟을 때마다 압력이 가해지면 전기가 생산되는 방식, 즉 사람들의 운동 에너지를 자연스럽게 전기 에너지로 바꾸는 방식입니다.


▲ 압전 패드의 작동과 사용(출처: 에듀넷)


이 패드를 한번 밟을 때마다 약 30초 정도 조명을 밝힐 수 있는 전기가 생산된다고 하는데요. 이렇게 생산된 전기를 이용해 조명을 밝히는 것뿐만 아니라 무선 인터넷을 활성화시키거나 휴대폰을 충전할 수 있는 장치를 구동시킬 수도 있다고 하니 에너지 절약을 위한 획기적인 발명품이 아닐 수 없습니다. 지나다니는 사람들이 많은 곳에 설치할수록 많은 양의 에너지를 축적할 수 있겠지요? 우리나라에는 사람들의 이동이 많은 부산 서면역에 이러한 보도블럭이 설치되어 있답니다.



■ 태양광을 이용한 압축 쓰레기통 

쓰레기통만 바꿔도 에너지를 절약할 수 있다고 합니다. 여러분 믿어지나요? 길거리에 있는 쓰레기통에 쓰레기가 가득 찼을 때 비워지지 않는다면 쓰레기가 넘쳐 거리의 미관을 해치게 됩니다. 이러한 상황을 방지하기 위해 만들어진 쓰레기통이 있다고 합니다. 여러분들도 혹시 본 적이 있나요? 바로 태양광 압축 쓰레기통인데요. 태양광 압축 쓰레기통은 태양 전지를 통해 생성되는 전력을 활용하여, 쓰레기의 양을 자동으로 감지하고 압축하여 많은 양의 쓰레기를 담을 수 있도록 만들어진 아주 똑똑한 쓰레기통이랍니다.


태양광 압축 쓰레기통은 태양광을 에너지원으로 전기를 만들어 내며 쓰레기가 일정량 이상 차면 센서가 작동하고, 쓰레기통 상부의 압력판이 약 500kg의 압력을 가해 쓰레기 부피를 최대 5분의 1까지 압축할 수 있도록 고안된 쓰레기통입니다. 이는 쓰레기를 5분의 1로 압축하기 때문에 같은 쓰레기통에 기존 용량 대비 쓰레기를 5배 정도 더 담을 수 있게 됩니다. 따라서 이 쓰레기통을 설치하면 각 구청에서 쓰레기를 수거하기 위해 출동해야 할 횟수가 줄어들 수 있게 됩니다. 수거 차량 운행 횟수가 10% 줄어들면 연간 약 1000톤의 이산화탄소가 저감됩니다. 만약 서울시의 5000여 개 쓰레기통을 압축 쓰레기통으로 바꾸면 20% 이상 운행 횟수가 줄어들어 서울시에 나무 15만 그루를 심은 것과 같은 효과를 낸다고 하니 정말 똑똑한 쓰레기통이지요?


▲ 태양광 압축 쓰레기통의 작동 원리(출처: 에듀넷)



■ 회전문 발전기 '레볼루션 도어' 

우리들의 생활 속에서 간단하게, 그리고 편리하게 환경을 지킬 수 있는 방법에는 또 무엇이 있을까요? 네덜란드 기차역 '나투르 카페 라 포트(Natuur cafe La Port)'에 바로 그 해답이 있습니다. 전기를 생산하는 회전문 발전기 ‘레볼루션 도어’가 바로 그것입니다. ‘레볼루션 도어’는 바깥 공기의 유입을 줄여 난방비를 절약할 수 있도록 하는 회전문 고유의 기능에서 한발 더 나아가 에너지를 생산해 낼 수 있도록 만들어졌습니다. 이 회전문의 구성은 생각보다 간단합니다. 바로 기어와 플라이휠을 합친 부품 아래 회전이 가능한 자석 바퀴를 달고, 철사가 감긴 고정 바퀴를 연결한 후 이 장치를 기존 회전문의 중심축 위에 연결하여, 전력을 발생시킬 수 있도록 한 것입니다.


따라서 이곳에서는 매일 수많은 기차역 이용자들이 회전문을 미는 힘을 이용해 발전을 하고 이렇게 만들어진 전기를 기차역 천장에 있는 LED 조명에 공급하여, 기차역을 밝히는 데 사용하고 있다고 합니다. 이 회전문으로 매년 4600㎾h의 전력을 만들어 낼 수 있다고 하니 놀라운 일이 아닐 수 없습니다. 또한 기차역 안에 설치된 전광판에 회전문이 얼마나 많은 전기를 만들어 내는지 실시간으로 표시가 되도록 함으로써 환경 교육 효과도 높이고 있다고 합니다.


▲ 레볼루션 도어(출처: 에듀넷)


이처럼 그린 에너지를 활용한 공공 시설물들은 선진국 등에서 실제로 상용화되고 있지만, 이 같은 기술이 앞으로 더욱 기대되는 점은 가난한 나라에서 유용하게 사용될 수 있다는 점입니다. 앞으로 더 많은 대체 에너지 시스템을 활용한 공공 시설물 아이디어와 에코 에너지의 기술 발전을 통해, 세상의 많은 곳을 밝힐 수 있었으면 하는 바람을 가져 봅니다.



[자료출처: 에듀넷]




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