d라이브러리

수호가 피젯스피너를 돌리자, 온 세상이 갑자기 요동치기 시작했어요.

정신을 차려 보니 수호와 채윤이는 전선 위에 있었어요.

도시가 한눈에 보일 정도로 높은 곳이었지요.

“헉! 우리 지금 전선 위에 있는 거야?”

[스토리 따라잡기] 암흑의 비밀을 풀어라!

“아이템의 능력은 크기를 조절하는 능력이었어!”

“피젯스피너가 다른 물체를 작게 만들 줄만 알았는데, 이번엔 우리가 작아졌
어! 무슨 차이가 있는 걸까?”

주변에 새가 지나가거나 바람이 불 때마다 전선이 흔들렸어요. 덩달아 채윤이와 수호의 몸도
흔들렸지요. 늘 용감하게 행동하던 채윤이의 얼굴에도 긴장이 느껴졌어요.

“전봇대까지 조심스럽게 이동해 보자. 전봇대를 통해 땅으로 내려갈 수 있을 것 같아!”

“아아~, 너무 무서워. 안전하게 갈 수 있을까? 전기 오르는 거 아니겠지?”

그때였어요.

“으앗! 정전이다!”

둘이 전봇대에 거의 다다른 순간, 도시 한쪽이 컴컴한 암흑이 되었어요.

“혹시 이번 미션인가?”

그때 하늘에 큰 글씨가 나타났어요.

‘블랙아웃이 생기는 원리를 이해하라!’

[미션 카드] 블랙아웃이 생기는 원리를 이해하라!

[통합과학 개념 이해하기] 한여름의 암흑, 블랙아웃

연일 이어지는 폭염과 열대야로 전기 사용량이 크게 늘었어요. 지난 7월 24일의 *최대전력수요는 9248만㎾로, 역대 최고치를 기록했을 정도예요. 그러나 앞으로 폭염이 계속 이어질 거란 예보가 나오면서, 많은 사람들이 블랙아웃을 걱정하고 있어요. 블랙아웃은 공급되는 전기보다 사용되는 전기의 양이 많아 발생하는 대규모 정전 사태를 말해요. 그렇다면 블랙아웃은 언제 어떻게 일어날까요?

일단 전기는 발전소에서 만들어져요. 화력발전소는 석탄을 태워 만든 뜨거운 증기로 터빈을 돌
리고 수력발전소는 물이 위에서 아래로 떨어지면서 생기는 ‘위치에너지’로 수차를 돌려 전기를 만
들지요. 원자력 발전소는 원자로 안의 핵분열에 의해 생기는 열에너지로 전기를 만든답니다.

이렇게 만들어진 전기는 일정한 주파수로 전선을 따라 이동해요. 우리나라의 경우 220V의 전압
을 초당 60번의 리듬(60Hz의 주파수)에 맞춰 가정과 회사, 공장 등 전기가 필요한 곳으로 실어 보내지요. 우리가 사용하는 전자제품은 모두 이 전압과 주파수에 맞춰 작동돼요.

그런데 만약 폭염으로 인해 동시에 에어컨을 트는 곳이 늘면, 갑작스럽게 전기 사용량이 늘면서 전기공급량이 부족해져요. 그럼 전력망의 전압과 주파수가 크게 변하면서 전자제품들이 작동을 멈추거나 망가져요.

또 전력망을 관리하는 시스템도 멈춰요. 그 결과 전기를 곳곳에 공급하지 못하게 돼요. 지역별로 전기를 공급하는 전력망은 거미줄처럼 서로 연결돼 있어요. 그래서 다른 지역까지 영향을 미쳐 연쇄적으로 블랙아웃이 일어난답니다.

[통합과학 넓히기] 블랙아웃을 대비하라, 대용량 에너지 저장장치!

전기는 발전소에서 만들어진 뒤 송전탑을 거쳐 곧바로 필요한 곳으로 보내져요. 현재 기술로는 전기 에너지를 대용량으로 저장하지 못하거든요. 그래서 요즘처럼 전기사용량이 급격하게 늘어나는 한여름에는 사용량을 예측하고, 현재 만들어지고 있는 전기가 부족하지 않도록 발전소를 더 많이 작동시켜요. 이렇게 예측된 사용량보다 여유 있게 전기를 만드는것을 ‘예비전력’이라고 해요.

하지만 예비전력으로 블랙아웃을 대비하기에는 한계가 있어요. 예비전력은 그야말로 예측량이기 때문에, 실제 사용량이 예측량과 크게 다를 수 있지요. 또 천재지변으로 송전선이 끊기거나 발전소를 작동시키지 못할 경우엔, 꼼짝없이 블랙아웃이 일어날 수 있답니다.

과학자들은 이를 해결하기 위해 에너지를 저장하는 방법을 연구하고 있어요. 대표적인 방법은 대용량 에너지 저장장치(ESS)예요. 대용량 에너지 저장장치는 보조배터리처럼 전기가 남을 때 미리 충전했다가, 필요한 상황에 꺼내 쓰는 방식이에요. 특히 전기 사용량이 적은 밤에 남은 전기를 저장하고, 낮에 꺼내 쓰면 전기 비용을 줄일수 있어요. 또 전력망의 주파수와 전압을 안정적으로 유지하고, 자연재해로 인해 전력망이나 발전소가 갑자기 망가지더라도 저장해 두었던 전기를 공급할 수 있지요.

실제로 지난 2월부터 서울시 중랑물재생센터는 대용량 에너지 저장장치를 설치해 사용하고 있어요. 이곳에 만들어진 장치는 지상 2층짜리 건물로, 밤 동안 18MWh의 전기를 저장하고 낮에는 하수를 처리하는 시설을 돌리는 데 사용하고 있지요. 전기차나 수소차도 저장장치가 될 수 있어요. 이 둘은 건물보다 크기가 작고 가정에서도 쉽게 활용할 수 있어 대안으로 떠오르고 있답니다.

[스토리]

“휴우~, 다행히 전기가 다시 돌아와서 집에 돌아올 수 있었어!”

“하지만 우린 아직 원래대로 돌아오지 않았는걸….”

채윤이와 수호는 미션을 마치고 집에 돌아왔어요. 하지만 몸이 아직 작은 상태였지요.

그때였어요. 이모가 방에 들어왔어요. 수호와 채윤이가 큰소리로 이모를 불렀지만 들리지
않는 듯 했어요. 그리고는 들고 있던 책을 수호와 채윤이 위로 내려놓으려고 했지요!

“으악~! 이모, 안 돼요~!”

[개념 퀴즈] 

블랙아웃은 전력공급량이 전기 사용량보다 많을 때 발생한다. ( O , X )