부력을 이용해서 전기를 생산해낼수있는데,
이번에 해볼거는 부력 발전이야.
원리는 간단해,
원기둥 형태의 구조물이 있어.
이 밑에 거대한 부력 조절 장치를 넣는거야.
그리고 부력 조절 장치가 주변의 물을 흡수해서, 밀도를 높여,
가라 앉기 시작하는거지.
그런데 이때 원기둥 옆 배수구에는 터빈이 장착되어있는데,
열어두는거지. 그러면 바닷물이 유입되면서 터빈이 돌아가면서 전기를 생산하는데,
원기둥이 가라 앉는 속도도 빨라진다는거야.
그리고 최대치로 가라 앉게 되었을때,
부력으로 들어 올리는 저항을 줄이기 위해서,
아랫 부분에 배수구를 의미있게 설치하는거지.
원기둥 밑의 배수구의 문이 모두 열리게하고,
잠수함에 압축 공기를 넣어서, 내부의 바닷물을 배출해서,
부력을 만들어서 들어 올리는거야.
그러면 쉽게 들어올려지는거지.
이것을 반복해서 전기를 생산하는거야.
여기서 이 부력 발전 설계의 핵심은 부력 조절 장치로 만들어지는 부력을
얼마나 효율적으로 사용하느냐에 관한 문제인데,
들어 올릴때 밑에 배수구가 열려있으면 저항없이 쉽게 들어올릴수있다는거야.
심해 2000m에서 원기둥의 높이를 1000m 정도로 길게 만들고, 원기둥의 직경이 커지면,
발전량이 높아질텐데, 1000m까지 원기둥을 들어 올리면 공기 저항이 매우 심해서,
원기둥이 부러질수있겠지.
그래서 탄성이 있는 그래핀 소재를 사용하면서,
들어올릴때는 옆으로 퍼지거나 감기는 식으로 만들고,
내려가면서 원기둥의 형태가 되도록 설계하는거야.
그러면 부력 발전이 완성되는거야.
그림에는 내려가는 과정에서 원기둥의 바닷물의 유입이 없는데,
터빈 밸브를 열어두면 내려가면서 전기를 생산하고,
바닷물의 유입되어 더 빠르게 내려가겠지.
그리고 부력 조절장치가 중심에 있는데, 2개나 4개로 나눠서 양쪽에 설치하고,
제일 깊은곳에 도달했을때, 원기둥 아랫 부분의 배수구를 모두 열어,
부력 저항이 낮추면, 쉽게 들어올릴수있게 되는거지.
이 원리로 전기를 생산하는게 가장 중요한것은 무엇일까?
1회 사이클당 사용하는 전기보다 얼마나 많은 양의 추가 전기를 생산해내는가.
전기 생산성이 중요할꺼고,
두번째는 단위 시간당 얼마나 전기를 생산하느냐의 문제겠지만,
연구하다보면 결국 그 합의점을 찾게 되겠지.
10번정도 부력 조절 장치를 사용하면 압축공기가 다 떨어지면, 자동 충전하도록 해서,
24시간 날씨, 시간에 관계 없이 설치하는거야.
이런 발전 시설을 소양강 같이 수심 깊이가 200m정도 되는 곳에도 설치할수있는데,
물이 순환되도록 하는 효과도 볼수있어.
잠수함 부력 발전이라고 하는 이유는 잠수함 부력의 원리로 전기를 생산하기 때문이야.