<사진. 다카이 사방댐 전경　
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

물을 저장하지 않는 댐에서 수력발전

일본공영은 나가노현(長野?) 다카마츠무라(高山村)를 흐르는 마츠가와(松川)에서 출력 420kW의 소수력발전소 “다카이발전소”의 건설을 개시하였다. 2015년 9월 완성할 예정이다. 저수기능을 갖지 않은 사방댐에서 처음 시도하는 것이다. 사방댐에 직접 구멍을 뚫어 물을 빼내어 소수력발전소에 유입시키는 사례로서는 일본 국내에서 선도적인 시도라고 생각된다.

일본공영이 2014년 7월 3일에 착공하여 2015년 9월 완성할 예정으로 7억 엔을 투입하였으며, 출력 420kW, 연간 발전량 약 270만 kWh를 생산할 수 있는 소수력발전소이다. 중부전력의 배전선을 통해 신전력(PPS, Power Producer and Supplier)으로 전력판매를 계획하고 있다. 소수력발전소는 안정된 물을 입수할 수 있으며 낙차가 있으면, 다양한 입지에 건설할 수 있다. 농업용수 및 댐 방류수, 물이 자연적으로 흐르는 송수관, 수도관(본관)도 가능하다.

일본공영이 이번에 선택한 것은 시나노가와(信濃川)계의 마츠가와이다. 산간부를 흐르는 마츠가와의 “다카이(高井) 사방댐”이 발전소의 대상이다. 사방댐은 토석류 등 토사재해가 일어나지 않도록 만든 댐이기 때문에 내부에 저장되는 것은 물이 아니라 돌과 토사이다. 댐이라고 명명되었지만, 저수기능은 없다. 물이 저장되어 있지 않으면 댐식 발전은 불가능하다. 그러나 강물의 흐름은 있다. 그래서 댐의 일부에 구멍을 내어 물을 배출한다. 댐의 “월류수” 일부를 이용하여 유입수로식으로 발전한다.

우선 사방 언제(堰堤)의 좌측에 관통구멍을 만들고 취수설비를 신설한다. 여기에는 침사지가 있어 물과 토사를 분리한다. 토사는 U자 구조물을 통해 하부의 언제에 돌아온다. 물은 신설하는 도수관을 통과한다. 도수관의 직경은 900mm, 약 100m의 길이이다. 도수관의 끝부분에 발전소 건물 옥상에 설치하고, 횡축 프랜시스 수차와 동기발전기를 사용하여 발전한다. 발전량을 결정하는 미이용 낙차는 36m, 최대 사용수량은 1.4m3이다. 강의 상류부에 있는 소수력발전소이지만, 설비이용률은 73%이다.

이 회사는 수력발전을 중심으로 한 컨설팅부문과 전력회사에 납입하는 부재 및 발전기를 제조하는 엔지니어링부문으로 구성되어 있다. 다카이발전소는 컨설팅부문이 사이트를 선정하고, 부재를 엔지니어링부문이 제조한다. 하천을 이용한 소수력발전의 경우, 어업권 및 이수권의 조정에 시간이 필요하다. 마츠가와는 자연조건에 의해 산성이 되는 경우가 있기 때문에 어업권의 조정은 거의 필요하지 않았다.

소수력발전에 대해서는 선진적인 대응이 많다. 예를 들면, 지자체측이 예산조치를 강구하지 않고 댐에 수력발전 기능을 추가하는 ESCO(energy service company) 사업을 일본 국내에서 최초로 실시하고 있다. 이것은 토치기현(?木?) 테라야마(寺山)댐의 사례(190kW)이다. 가고시마현(鹿?島?) 이사시(伊佐市)에는 동양의 나이아가라라는 관광명소 “소기(?木)노 폭포”를 이용해 신소기(新?木) 수력발전소(490kW)를 만들었다. 폭포의 관광기능을 손상시키지 않고, 그대로 소수력발전소로 변화시킨 것이 새롭다. 현재는 후쿠시마현에서 댐 ESCO 사업을 착수하고 있으며, 홋카이도에서는 파손 때문에 사용할 수 없게 된 발전소를 매입하여 재생하는 사업을 예정하고 있다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr