수도꼭지를 이용한 수력발전

수도꼭지에서 나오는 물을 이용해서 수력발전을 하여 LED 를 켜는 장치를 만들어 보았다.

CD 에 일회용 수저를 부착하여 물레방아처럼 만들고, 이것을 쇠막대에 고정한 다음 모터의 축에 연결했다.

모터는 레이저 프린터나 카드결재기, 팩스 등에 들어있는 스테핑모터를 이용하였다.

스테핑모터는 조금만 돌려줘도 LED를 켤 수 있을 정도의 높은 전압이 나온다.

이것을 욕조에 설치한 다음, 물을 틀어서 돌려 주었더니 불이 켜지는것을 볼 수 있다.

http://youtu.be/TgUsDl1OScQ 

하지만, 스테핑모터에서 나오는 전압은 교류전압이므로 단순히 LED만 달면 반파정류로 LED를 켜는 결과가 된다.

정류회로를 부착하면 스테핑모터에서 출력되는 모든 전기에너지를 빼낼 수 있으므로 브레드보드에 정류회로를 급조하여 연결해 보니, LED만 연결했을 때 보다는 좀 더 안정적으로 불이 켜지는것을 볼 수 있다.

http://youtu.be/hjQW4Q9afCI

정류회로를 부착했는데도 깜빡거리는 것은 평활회로에 있는 콘덴서의 용량이 작기 때문이기도 하고, 물레방아쪽의 수저가 8개 밖에 없어서 그런 것일 수도 있다.

물레방아 역할을 하는 부분에는 최소 16개의 수저를 부착해야 비교적 안정적인 전원을 얻을 수 있을듯..

여름철에 캠핑을 떠나거나, 며칠간 산속에 머무를 일이 있을 때, 계곡물을 끌어다가 수력발전을 하는 등의 용도로 활용이 가능할 것 같다.

아래의 동영상은 수족관 펌프를 이용한 미니 수력발전기 이다. 

수족관 펌프는 영구자석을 이용한 일종의 동기전동기인데, 가운데의 자석을 돌려주면 코일에서 전기가 생산된다.

http://youtu.be/blqqso1ApPA

생산되는 전류는 교류인데, 주파수가 낮아서 LED 가 깜빡이는 것을 볼 수 있다. 정류회로와 평활회로를 구성해주면 어느 정도 개선이 가능할 듯 하다. 

물 속에서 사용되는 수중펌프를 이용한 것이라서 스테핑모터를 이용한 것과 달리 물이 튀어도 별 지장이 없다.

비록 실생활에서 활용할 정도의 전력을 얻기는 힘들겠지만 수력발전의 원리를 알려줄 때 보여줄 만한 프로젝트이다.