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[섭섭박사의 메이커 스쿨] 수력 발전기 만들기!

 

팬파티 다음날인 10월 13일, 섭섭박사님이 또 청계천에 출동했어요. 기자단 친구들과 본격적으로 전기를 만들기 위해서예요. 어과동이 휴대용 수력발전기를 만드는 ‘이노마드’와 함께 <;청계천 킬로와트 프로젝트>;를 진행했거든요. 이 프로젝트에 참가한 기자단 친구들은 수력발전기를 만들어 전기를 생산하고, 만든 발전기와 전기를 인도네시아 그린스쿨에 기부할 거예요!  

스마트폰을 충전하려면 전기가 필요해요. 콘센트에 플러그를 꽂기만 하면 바로 쓸 수 있는 전기는 화력, 수력, 원자력 발전소 등에서 만들어요. 이 중 우리나라에서 가장 많은 양의 전기를 생산하는 방법은 화석 연료를 이용한 화력 발전이에요. 인천, 당진, 보령, 울산, 광양 등 우리나라 곳곳에 있는 화력 발전소에서 만든 전기는 송전탑을 타고 가정까지 와요. 

 


전기를 편하게 사용할 수 있다고 해서 마음껏 쓰면 곤란해요. 화력 발전소의 매연은 지구온난화를 일으키고 미세먼지를 발생시키는 원인으로 손꼽혀요. 화석 연료를 태우는 과정에서 이산화탄소와 황산화물, 질소산화물등이 나오기 때문이에요. 이산화탄소는 지구 기온을 높이고, 황산화물이나 질소산화물은 미세먼지를 만드는 물질이지요. 대기 오염 문제가 갈수록 심각해지자 전 세계적으로 화석 연료 사용을 줄이기 위해 노력하고 있답니다.

 

 

미션1.  우리가 쓰는 전기의 비밀

 

 

화력, 풍력, 수력 등 전기를 얻는 곳은 모두 다르지만, 방법은 비슷해요. 터빈과 전자석으로 구성된 발전기를 돌리면 돼요. 터빈이 돌면 원통 모양의 전자석이 함께 돌며 음극과 양극이 계속 바뀌어 전기가 만들어진답니다. 터빈을 돌리는 것이 석탄을 태워 발생하는 열이면 화력, 바람이면 풍력, 물이면 수력 발전이지요.


최초의 발전기는 1881년 영국의 과학자 마이클 패러데이가 만들었어요. 패러데이는 전류가 흐를 때 자기장이 생긴다는 소식을 듣고, 거꾸로 자석으로 전기를 만드는 방법을 연구했어요. 패러데이는 구리관에 전선을 감고 관 속에 자석을 넣었다 뺐다를 반복할 때 전류가 흐르는 것을 발견했지요. 전선 주변 자기장에 변화가 생겨 전선에 전류가 흐른 거예요. 이를 ‘패러데이의 전자기 유도 법칙’이라고 한답니다. 패러데이는 이 원리를 토대로 말굽자석 사이에 구리원판을 놓고 원판을 돌리며 전기에너지를 만드는 발전기를 만들었지요.

 

미션2.  전기를 직접 만들자!

 

발전소는 매우 거대한 건물만 하지만 이번에 만든 이노마드 우노는 물병 크기로 어디든 들고 다닐 수 있는 개인용 발전기예요. 이노마드 우노는 전기를 만드는 발전부와 이를 통해 생산된 전기를 저장하는 배터리로 구성됐어요. 전기를 만들려면 발전부와 배터리를 연결한 다음, 세 개의 플라스틱 날개를 펼쳐 물에 담가두면 돼요. 물이 흐르면 날개가 돌아가고 전기가 만들어져 배터리에 저장되지요. 


물의 속도가 초속 0.8~1.2m면 이노마드 우노로 전기를 만들 수 있어요. 발전기를 흐르는 물에 약 4시간 담가두면 스마트폰을 두 번 충전할 수 있지요. 또, 배터리에는 LED가 있어 최대 300시간까지 조명용 랜턴으로 사용할 수 있답니다. 


기자단 친구들은 섭섭박사님과 이노마드 박혜린 대표님의 도움을 받아 발전기를 조립했어요. 그리고 청계천으로 나가 이노마드 정승영 이사님과 발전기를 설치했지요.


이번 수업은 더욱 특별해요. 기자단 친구들이 만든 전기와 발전기가 11월 중 인도네시아 발리에 있는 그린스쿨에 기부될 예정이거든요. 그린스쿨은 어린이과학동아 기자단 친구들과 이노마드가 기부한 발전기로 학교에 필요한 전력을 직접 생산하고 사용할 예정이에요.

 

약 2시간 후, 정승영 이사님은 청계천에 설치해두었던 수력발전기를 가져왔어요. 기자단 친구들은 배터리가 충전됐는지 확인해 보았지요. 배터리에 있는 전원 버튼을 누르자 불빛이 들어왔어요. 충전에 성공한 거예요. 이후 기자단 친구들은 직접 만든 전기로 인공지능 스피커를 켤 수 있는지 실험해 보았지요. 배터리 50개를 연결한 뒤 스피커의 전원 버튼을 누르자 스피커가 켜지고 어과동송이 흘러나왔어요. 


이번 수업에 참여한 이도훈 기자는 “평소에도 전기사용을 줄이기 위해 노력하고 있다”며 “전기를 적게 사용하는 LED 전구로 스탠드를 만들어 기부하는 프로젝트에도 참여한 적 있다”고 말했어요. 또, 김송민 기자는 “게임을 하면 스마트폰 배터리를 많이 쓰게된다”며 “전기를 아끼기 위해 이제 게임을 줄이겠다”고 말했답니다. 
 

 

 

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2019년 21호 어린이과학동아 정보

  • 박연수 기자

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