지하철 환풍구 설치 계획이 통과 되고도 100년 내에 한국이 노벨 물리학상을 받는다면, 나는 그것을 “기적”이라 칭하고, 신의 존재를 실제로 믿도록 하겠다. (진심이다)
http://www.ahaenergy.com/customer/sub5_01.html?mode=read&table_name=bbs_pds&number=15
매우 흥미로워 보이는 글이 있어서 좀 분석을 하려고 한다. 이건 정말 대단하다.
전문은 위에 있는 주소에 가서 보기로 하고, 난 일부만 인용하도록 하겠다.
일부에서 당사가 지하철 환기구(풍도)에 풍력발전기를 설치하는 것이 에너지보전에 법칙에 위배된다고 주장하고 있습니다.
에너지보존의 법칙이란? 100이라는 전기를 써서 100이상의 전기를 만들어 낼 수 없다는 것인데, 이는 당사가 추구하는 방향과 배치되는 의견입니다.
에너지 보존 법칙이 당사의 방향과 배치되는 “의견”이라고 주장하고 있다. 틀려!
에너지 보존 법칙이란, 한국에 있는 어떤 회사가 어떤 기술적인 추구를 하건 말건 그거랑 아무 관계 없이, 무조건 성립하는 법칙이다. 이게 틀렸다면, 현대 물리학은 물론이고 고전 물리학 체계가 붕괴된다. 뉴턴부터 시작해서 그 이후의 “모든” 물리학자들이 “전부” 바보라는 뜻이다. 실제로 모든 물리학자들이 전부 바보일 가능성을 배제할 수는 없지만, 에너지 보존 법칙은 틀렸다고 하기에는 너무나 잘 들어맞는 법칙이다.
또 한 당사의 풍력발전기는 서로반대 방향으로 회전하는 대칭형 날개를 채택하고 있습니다. 만약 지하철 역사 내에 화재가 발생하더라도 당사의 공군사관학교 연막실험 동영상을 보면 연막이 날개를 통과하면서 소용돌이 와류가 형성되는 것을 볼 수 있습니다. 이는 화재 발생시 배기되는 매연이, 풍력발전기에 의해 소용돌이를 만들어 연기
를
더욱 잘빠지게 될 것이라고 예상하고 있습니다.(또한 모형을 만들어 가상실험에서도 밝혀진 것이며, 지하철에 실제설치 후 실험에서도 밝혀질 것입니다).
여기서 말도 안되는 소리를 하고 있다. 물론 에너지 보존법칙이 틀렸다면 위의 주장은 올바른 주장일 수도 있다. 하지만, 에너지 보존 법칙에 따르면, 저 발전기는 빠져나가는 공기에서 에너지를 뽑아내는 장치이고, 공기의 운동에너지가 줄어들기 때문에 환기 성능은 반드시 저하된다. 지하철에 실제설치 후 실험을 어떻게 할지는 모르겠찌만, 제대로 실험하면 100%의 가능성으로 환기 성능이 저하될 것이라고 이론적으로 예측해 줄 수 있다.
현 재 지하철 환풍구에는 역사내부 환기를 위해 50마력(37KW)용량의 송풍기를 1일 약 20시간 씩 가동시켜주는 강제환풍시스템을 적용하고 있고, 그에 따라 환풍구 내에는 약 8-11m/sec정도의 바람이 지속적으로 불고 있습니다(끝부분은 3m/ sec정도로 약해짐).
당 사의 지하철 설치대상 발전기는 지하철 역에 기 설치된 송풍기의 용량(37KW)의 1/37에 해당하는 1KW짜리를 적용함으로서 최대한 송풍기에 영향을 주지 않는 범위가 몇 대인지(현재추정 15대 정도)의 여부를 이달 중순경 을지로3가 지하철역 환풍구에 시범 설치하여 실험할 예정입니다.
송풍기의 용량이 37이고, 발전설비가 1짜리로 15대라면, 차라리 송풍기에 공급하는 전력을 21로 줄이는 것이 더 낫다.
37의 전력을 공급해서 환기를 시키고 있는데, 15의 에너지를 뽑아내기 위해서는 반드시 그만큼의 공기가 가진 운동 에너지보다 더 큰 에너지를 꺼내와야 하는데, 따라서 실제 환기되는 공기가 갖는 운동에너지는 21보다 더 적다. 이해되지 않으면, 다음의 계산을 보자.
송풍기의 발전 효율은 70%라고 가정해 본다.
송풍기가 사용한 에너지 37 = 공기가 가지는 운동에너지 21 + 공기가 가지는 운동에너지 15
송풍기가 사용한 에너지 37 = 발전기가 가져간 운동에너지 21 + 공기가 가지는 운동에너지 15
송풍기가 사용한 에너지 37 > 발전기가 가져간 운동에너지 21 * 70% + 공기가 가지는 운동에너지 15
송풍기가 사용한 에너지 37 > 발전기가 만들어낸 에너지 15 + 공기가 가지는 운동에너지 15
양 변에서 전기에너지 15를 서로 소거하면
송풍기가 사용한 에너지 22 > 공기가 가지는 운동에너지 15
그런데, 발전기 안쓰고 처음부터 송풍기를 15로 작동시키면
송풍기가 사용한 에너지 15 = 공기가 가지는 운동에너지 15
따라서, 송풍기를 처음부터 15로 작동시키는 것이 에너지 절약이다.
아…그런데, 발전기로 만든 전기는 송풍기에 재공급하는게 아니니까 열역학 제 2법칙에 위배되지도 않고, 팔아서 돈 벌어서 발전기에 들어간 돈의 적자를 메꿀 수 있는것 아니냐고?
그럼, 위의 얘기를 돈으로 환산해보자.
A = 송풍기가 사용한 에너지 37 * 송풍기에 공급한 전력의 단가 – 발전기가 만들어낸 에너지 15 * 발전기의 전력 단가
B = 송풍기가 사용한 에너지 15 * 송풍기에 공급한 전력의 단가
A랑 B는 각각의 경우에 사용한 돈의 양이다.
A랑 B중에 뭐가 더 클까?
당연히 A다. 이것은 전력의 단가를 따져보면 쉽게 알 수 있다. (이미 앞선 글에서 얘기 했지만…)
우선, 환풍구의 발전기에서 만든 전력은 한전에서 공급하는 전력보다 비싸게 팔 수 없다. 아무도 안쓸테니까. 싸게 팔 수도 없다. 손해보니까. 같은 가격에 팔아야만 한다.
지하철 환풍구 주변은, 그 특성상 상업 지역이다. 따라서, 상업용 전력의 가격에 맞춰서 판매해야 할 것이다. 그럼, 여기서 쟁점은 송풍기에 공급한 전력의 단가가 상업용 전력 단가보다 현저히 싼 가격일 때만 이러한 사업이 성공적이라는 점이다. (물론 이것은 돈의 측면에서만 그렇다는 뜻일 뿐, 에너지 절약이라는 측면에서 보면 멍청한 짓이라는 것은 에너지 보존법칙이 틀리지 않는 한은 변함 없다)
여기서, 현저히라는 것은 대충 따져봐도 70%이하의 가격을 뜻한다. 위의 계산에 들어간 숫자들이 바뀌면 물론 이 기준도 바뀔 수 있지만, 발전 효율과 같은 수치가 나올 것이다.
또 한 현재 이슈가 되고 있는 300억원 상당의 사업을 하면서 세금 낭비가 아니냐는 의견과 승객 안전에 문제가 생기는 것이 아닌 것인지 또한 송풍기를 추가로 설치하는 것이 아닌 것인지 등 많은 내용들이 현재 이슈가 되고 있습니다. 이는 잘못된 상호간의 의사전달에 의한 원인으로 현실과는 다른 루머가 퍼지고 있기 때문에 아래의 내용으로 바로 잡고자 합니다.
– 아 래 –
첫째 당사는 송풍기를 새로 설치하여 지하철이 지나가며 발생하는 바람의 압력을 이용하는 것이 아니고
기존 강제 송풍기
를 이용하는 것입니다.
둘째 지하철에는 현재 환풍기에서 일일 20시간 동안 가동되면서 버려지는 바람을 이용하여 환풍기에 무리를 주지 않으면서 에너지를 얻어 내는 것이 당사의 목표입니다.
셋째 당사는 서울메트로 을지로3가역에 15대를 시범설치 한다고 했습니다. 이는 점차적으로 추가 설치하여 송풍기와 환기에 미치는 영향을 실험하게 될 것입니다.
냇째 을지로3가역에 설치를 하게 되는 비용은 모두 아하에너지에서 부담하게 되며 시범설치후 성공적인 실험이 이루어질 경우 서울 메트로와 정식 계약을 하게 됩니다.
다섯째 정확한 이론적 근거를 제시하지 않고 있다는 것에 대하여. 당사는 그간 부분적 실
험은 충분히 하였습니다. 그러나 전체 시스템에 대해서는 을지로 3가역에 설치하여
나타나는 현상을 데이터화 하여 실험결과를 이론적으로 해석할 계획입니다.
첫째 부분은 지하철이 지나가든 송풍기가 바람을 불게 하든, 그 바람의 원천이 애초에 전기 에너지에서 시작했다는 점이므로 논점과 무관한 얘기다.
둘째는 환풍기에 무리를 주건 말건, 에너지를 뽑아낸다는 것 자체가 위험한 발상이므로 역시 논점과 무관하다.
셋째와 넷째에서, 시범설치 비용을 회사에서 전액 부담하건 말건, 일단 송풍기를 돌리는데 더 큰 전력이 소모되거나, 또는 을지로 3가 역의 환기 효율이 나빠지므로, 어느쪽이든 시민에게 손해다.
다섯째로, 부분적 실험은 아무 의미가 없다. 게다가 이건 전체 시스템을 이론적으로 아무리 살펴봐도 에너지 보존법칙이라는 “이론”을 깰 구석이 보이질 않는다. 에너지 보존법칙을 깰 수 있는 실험 결과가 존재한다면, 노벨상? 그건 아무것도 아니다.
1. 지하철의 환풍기는 50마력(DIR37KW)인데 70%부하 시 풍량은 1,300
이며 부하가 70%이므로 실제 소요마력은 35마력(25.9KW)로서 여유동력이 15마력(11.1KW)이 된다.
2. 풍력발전기를 설치하면서 통풍구의 풍량이 일부 저하될 수도 있다. 풍량 저하에 따른 변수는 실제 풍력발전기를 설치하면서 체크하여 보완한다.
3. 본 사업의 기본구상은 환풍구의 설비동력이 50마력(35KW)으로서 실제 부하동력은 70%이므로 35마력이 되며 15마력의 여유가 있어 환풍기에 풍력발전기를 설치하는데 있어 사고발생우려가 없다.
4. 위 사항에 대한 학술적 배경은 아래와 같습니다.
-송풍기에서 풍압은 회전수에 비례한다.
풍량은 회전수의 제곱에 비례한다.
100RPM이 2배로 증가하면 2×2=4배가 되고
1.4배로 증가하면 1.4×1.4=2배가 된다.
-소요동력은 회전수의 3제곱에 비례한다.
100RPM이 2배로 증가하면 2×2×2=8배가 되고
1.4배로 증가하면 1.4×1.4×1.4=2.744배가 된다.
이론적 배경이랍시고 전혀 근거가 되지 않는 숫자들을 늘어놓고 있다. 원래 “근거”나 “증거”라는 것은 그것이 주장을 지지할 때에만 근거가 될 수 있다. 여기서는 “송풍기의 부하량에 여유가 있고, 그 여유분을 이용해서 발전한다”는 건데, 애초에 여유분이 있으면 그만큼 전기를 덜 쓰면 되는 것이다. 만약 여유분이 필요하다면, 발전을 해서 그 여유분을 채워버리면 안된다. 게다가 1번과 3번은 동어 반복이고, 4번은 학술적 배경도 뭣도 아닌 그냥 “산수”를 했을 뿐이다.
1. 지하철에서는 지하공간의 환기를 위해 환풍기를 가동하고 있습니다.
지하공간의 공기순환을 위해 환기는 필수적이며 세계 모든 지하철에 적용된 시스템입니다.
2. 당사가 개발한 상호역회전풍력발전기에 대하여 2006. 4. 공군사관학교 풍동실험실에서
실험한 결과를 보면 기존풍력에 비해 저속에서도 발전이 가능하고, 전력효율이 170%이
상 상승한 것으로 밝혀졌습니다.
이는 풍력발전기의 블레이드와 발전기가 상호역회전하여 효율이 향상된 것입니다.
3.
지하철에 풍력발전기는 안
전성을 고려하여 가연성 제품은 모두 난연성으로 제작을 했고,
환풍기에 부하를 주지 않기 위해 대부분의 바람은 그냥 흘려보내고 일부의 바람으로 전기를 생산하는 시스템이기 때문에 지하철 풍도의 풍력설치가 가능하다고 예측한 것이며,
향후 대한민국은 물론 전 세계 지하철에도 설치 될 것입니다.
1번과 2번과 3번은 서로 아무런 관련이 없다. “왜 가능한가?”에 대한 설명인 주제에 왜 가능한가를 설명하고 있지 않다.
1번 – 사실이다.
2번 – 음, 그냥 사실이다.
3번 – 앞부분 문장은 그냥 사실이고, 결과적으로 가장 마지막 문장인 “일부의 바람으로 전기를 생산하는 시스템이기 때문에 가능하다”는 것만이 “가능하다”는 주장에 대한 실질적인 논거가 된다. 근데 그건 “왜 가능한가?”가 아니라 그냥 “가능하다”는 것 밖에 없는 말이다. 굳이 연관짓자면, “환풍기가 있고, 그 동력이 충분히 되고, 그래서 그중의 조금을 이용해서 발전을 한다”는 연관관계가 있다면 있다고나 할까.
어쨌든, 결과적으로 “환풍기를 돌려서 환풍을 하고, 그 환풍기 바람을 일부를 발전하는데 쓴다”는 주장이다.
근데, 여기서 나오는 전력 효율은 “환풍기를 천천히 돌리고, 거기서 아낀 전력을 다른데 쓴다”는 경우의 전력 효율보다 확실하게 낮을 수밖에 없다. 분명하다. 이걸 거부하고 싶다면, H정리의 증명에서 오류를 찾아내든가 선풍기 앞에 당신네 발전기를 놓고 실험해서 바로 그 선풍기를 돌려보기를 바란다.
전세계 지하철? 제안서 표지 이후 두번째장까지 읽기라도 해주면 다행이다.
※당사의 이러한 해명에도 불구하고 악의에 의한 악성루머를 지속적으로 퍼트릴 경우 당사는 이에 적극 대응할 방침임을 알려드립니다.
에너지 보존법칙이 악성 루머…
뭐라 할 말이 없다.
공기엔진과 더불어 우리시대 과학 수준을 말해주는 비참한 상황이다.
