1. 수행배경

저희 HUG 팀은 '의미 있는 삶이란 무엇인가.'에 대한 자문과 '각자의 다양한 능력을 국제사회 문제를 해결하는 데 사용해보자.'라는 열정으로, 5명의 멤버가 모여 작년 8월 5일에 창단되었습니다. 이후, 국제 사회에서 소외된 지역을 직접 탐방하고 해당 지역에서 필요로 하는 적정기술을 개발하고 적용하는 것을 목표로 하며 활동하고 있습니다.

 저희 팀이 첫 번째로 선정한 적정기술 대상 국가는 네팔입니다. 네팔을 탐방하기 위한 비용을 마련하고 개개인의 능력향상을 위해 각종 대회에 참가하고 관련 단체와 접촉하였으며 그렇게 마련된 비용으로 겨울방학 기간에 탐방을 다녀왔습니다.

  탐방을 하며 다양한 적정기술 개발 소스들을 발견하였고 네팔 산간지역 마을 중에 전기 공급이 잘 이루어지지 않는 곳이 아직도 많다는 것을 알게 되었습니다. 전기 수요에 비해 공급이 턱없이 부족한 상황이어서 전기시간표가 존재하며 하루에 적게는 2시간 많게는 14시간 까지도 정전이 되는 상황입니다. 이러한 상황 속에서 빛을 얻기 위해 전구도 켜지 못하며 아이들은 낙후된 교육환경에 놓여 있고 난방문제 또한 겪고 있습니다. 저희는 이러한 상황을 개선하기 위해서 전기 공급을 해줄 수 있는 방법을 생각하였고 소수력발전기 개발이 가장 실효성이 크다고 판단하여 첫 개발 아이템으로 선정하게 되었습니다. 원활한 전기공급을 통해 기본적인 산간지역 사람들의 삶의 질을 향상시키고 경제적 이익을 주며 교육환경 발전에 이바지하는 것이 이 프로젝트의 목표입니다.

 소수력발전기 3다수의 주안점은 ➀제작과 적용이 쉽고 ➁실효성이 있으며 ➂환경파괴를 최소화하는 것입니다.

 ➀ 제품은 일정 이상의 효율을 가지는 간단한 구조를 채택함으로써 제작을 쉽게 할 수 있도록 하여 제작비용을 줄이고, 누구나 간단한 교육으로도 직접 제작할 수 있도록 설계하였습니다. 또한, 특정 설치인력과 복잡한 설치과정 없이도 쉽게 설치할 수 있으며 유지보수가 간편하도록 설계하였습니다.

 ➁ 현지의 상황에 제품이 실질적인 도움을 줄 수 있도록 고려하여 개발되었습니다.

 ➂ 제품이 설치되는 과정과 설치가 되었을 때, 그리고 사용이 되면서 환경파괴가 일어나는 것을 최소화하고 기존의 수류에 변화가 생기지 않도록 하여 변화되었을 때 발생 가능한 악영향을 사전에 방지하도록 고려하였습니다.

2. 수행기간

 

1) 2016년 1-2월; 현지 답사

2) 2016년 3-4월; 터빈 블레이드 개념 공부 및 형상 설계

3) 2016년 5월; 3d프린터를 이용한 출력 및 제작

3. 개발작품 설명

3다수의 prototype제작은 판매되는 발전기를 구매해서 사용하였지만, 실제 시판될 제품은 3다수에 맞게 설계하고 제작하여 제작비용을 최소화시킬 것입니다. 맞춤 발전기 설계에는 추가적인 회로나 장치의 최소화를 고려한 설계도 포함됩니다.

아래의 사진은 터빈의 상부 부분으로 기어박스와 발전기가 들어갑니다. 구성 부품에 문제가 발생하지 않도록 방수가 되도록 제작되며 터빈에서 발생하는 토크로 목표로 하는 출력을 낼 수 있는 회전수에 맞게 기어비를 조성하여 기어의 크기를 선정하였습니다. 또한 간결하게 공간이 구성되도록 기어는 베벨기어를 채택하고 발전기를 눕혀지도록 설계하였습니다.

4. 활용방안

가. 기술적 측면의 기대효과

 수력발전 또는 소수력발전에 관해서는 과거부터 수많은 이론의 적립과 개발이 이루어져 왔으며, 소수력발전기 자체만으로는 특허/실용신안 등록이 불가능한 상황입니다. 하지만 3다수는 네팔 산간지역 상황에 맞게 설계된 터빈과 덕트구조 그리고 설치방법에 관해서 다른 기술과 차별성을 가지며 파트별로 세분화된 제작과 조립의 방법까지 정립되어 있기 때문에 특허 등록이 가능할 것으로 예상됩니다.

 나. 경제 산업적 측면의 기대효과

 3다수는 기존의 수력발전에 비해서 월등한 비용절감이 이루어지기 때문에 원활한 보급이 가능합니다. 또한, ess를 구성하는 데 있어서 추가되어야 할 장치들과 자동화부분들을 사용하는 사람들이 직접 대체하면서 시스템구성비용을 줄일 수 있습니다. 또한, 전력을 저장하는 장치를 버려지는 폐배터리를 이용하기 때문에 환경적이고 경제적입니다.

 인프라 구축은 관광객들을 상대로 전기를 판매하여 경제적 이득이 생기고 이를 통해 규모를 확장하고 다른 경제적 활동으로 넓혀갈 수 있는 경제적 자립이 가능해지게 됩니다. 또한, 전기공급을 위한 설비를 구축하는데 산간지역에는 더 어려움이 있고 비용도 많이 드는데 이러한 수고를 덜어주며 정전이 자주 되고 불안정적인 전기 공급을 보완해줄 수 있으며 기존의 전기사용을 절약하여서 전기비를 줄일 수 있습니다.

 그 외에도 제작이 비교적 간단하므로 현지인을 활용하여 생산이 이루어질 수 있고 일자리 창출 효과도 얻을 수 있습니다. 또한, 3다수의 이용에 관한 실효성 어필을 확실히 할 수 있으므로 다양한 단체와 기관들로부터 원조를 받을 수 있을 것입니다.(ex.플레이펌프, 전기축구공)