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신재생에너지에 한차원 높은 기술 발명 태양광발전 대비 5배 더 많은 발전량
  • 이현승 기자
  • 승인 2018.12.06 09:48
  • 호수 274
  • 댓글 0
임재범 발명가

인구가 증가하고 산업이 발달하면서 화석 연료에 대한 수요가 늘고 있다 자원의 고갈과 함께 국제 가격이 상승하는 등의 문제가 나타나고 있다. 더불어 화석 연료가 지구 온난화를 일으키는 원인으로 인식되면서 그 사용량이 많은 국가는 불이익을 주는 등 화석 연료 사용을 줄이는 움직임이 활발해지고 있다.

신재생 에너지는 기존의 화석 연료를 재활용하거나 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지를 일컫는다 수력에너지. 테양에너지, 지열에너지, 해양에너지, 바이오에너지 등이 이에 해당한다.

발명가 임재범씨는 수력발전방법과 전혀 다른 방식의 안전하고 깨끗하며 최고의 효율 높은 전기 생산 기술을 발명 했다.

에너지기술 발명에 인생 바친 발명가 임재범

발명가이자 사업가인 임재범씨는 1960년대 중부권 명문고인 청주고등학교를 졸업하고 대학에서 4년간 법학을 전공한 법학사로서 젊은 시절 한때 사법고시에 도전한 적도 있다 한다. 그가 사업에 뛰어든 인연은 친한 친구가 연탄공장을 경영하면서 친구의 권유에 의하여 연탄사업에 종사하게 되었고 우리나라가 1973년 제1차 오일쇼크를 겪게 되면서 연탄과 기름이 국가의 에너지 정책에 중요함을 알게 되었다 한다 임재범씨가 연탄공장 경영시 연탄이 환경오염을 유발하고 효율이 낮은 등의 한계가 명확해지자 완전 연소가 가능한 연탄의 개발에 매달린 것이 그가 에너지 연구의 길에 들어선 계기가 되었다.

연탄에는 탄공이라는 구멍이 있다 그 기능은 탄소를 연소시키기 위해 산소를 공급하기 위한 것이다. 임재범씨는 탄공의 기능에 관심을 가져 전문가도 어렵게 여겨 불가능시했던 상하협소공탄을 많은 실험을 거쳐 개발에 성공 발명특허를 받았고 연탄공장의 각종 기계들의 기능과 특히 자동윤전기에 대한 각 부품의 작동 원리에 대하여 깊게 연구한 것이 동기가 되어 기계에 대한 애착과 고마움을 갖게 되었다 한다. 그러다 임재범씨는 조력발전을 떠올린 것이다 그래서 조수간만의 차를 사용하면서 전기를 생산할 수 있는 방법을 연구했다. 그러다 K1증폭발전방식을 발명했다. 같은 수력을 동시에 이용하는 발전 방법인데 기존에 수력발전에 드는 천문학적 비용과 넓은 저수면적 확보, 높은 댐의 건설이 필요 없다. 전기를 필요로 하는 수요처에서 발전할 수 있으므로 막대한 송배전 부담과 비용을 줄일 수 있는 기술이다. 발전기를 돌리는데 드는 천문학적 비용이 줄어들고 환경파괴가 없다.

발명가 임재범 발전부를 시험하고 있는 모습.

태양광 발전 대비 5배 더 많은 발전량

k-1증폭발전 방법은 기존 수력발전은 자연수압에 의존했으나 본 K-1증폭발전은 파스칼의 원리를 응용하였기 때문이다. k-1증폭발전 방법은 파스칼의 물의 지레 원리를 응용하여 물을 대형 실린더 속에서 가압하여 힘을 증폭시켜 그 힘으로 발생시킨 고압수를 수압관과 노즐을 통하여 고낙차용 팰턴수차를 돌려 발전하는 방법이다.

이 방법의 특징은 물을 반복 사용할 수 있어 물 사용량에 비하여 발전효율이 매우 높고 수요처 가까운 곳에서 비교적 좁은 면적으로도 물.토양.공기를 오염시키지 않고 시중에서 시공 중인 태양광 발전 대비 같은 kw급을 같은 비용으로 발전시 태양광 발전보다 5배 발전량이 많으며 설치면적도 태양광 발전의 5분의1정도로 적게 들며 시설 또한 반 영구적으로 사용가능하며 대량발전 보급할 수 있다.

그동안 연구한 기술의 내용

임재범씨는 에너지의 중요성을 알게 된 후 그중에서도 특히 전기에너지에 관심을 갖고 여러 가지 발전 방법을 검토하다 조수간만의 차를 이용하는 조력발전에 흥미를 갖게 되고 발전공식에서 발전량(kw)=유량(Q㎥)×낙차(hm)×중력가속도(g)×종합효율(발전기효율×수차효율)이 갖는 식에서 유량과 낙차에 대하여 깊게 검토 연구 중 조수 간만의 차를 이용하는 조력발전에서 유량은 바닷물을 사용하므로 풍부하나 낙차가 낮아 발전량이 비용 편익면 에서 적게 나와 경제성이 떨어짐에 아쉬움을 크게 갖게 되었다 해결을 위해 낮은 곳의 바닷물을 100m위의 높은 위치로 올려 놓고 발전하면 발전량이 커질 수 있겠구나 상상하며 어떻게 하면 전기모터나 앤진등에 걸어 쓰는 양수기를 안 쓰고 바닷물을 100m위로 올릴 수 있는 방법 연구에 3여년 동안 연구 끝에 파스칼의 물의 지레를 역 이용하는 부력 펌푸를 개발 직접 시험제작하여 성공 끝에 발명특허를 얻게 되었다고 한다, 임재범씨의 발명은 경이적인 사건이었다고 주위에서 말하고 있다.

K-1 증폭발전기 투시도

부력 펌푸 개발후 기나긴 여정

낙차가 10m 미만인 바닷물을 100m 위로 올림에 있어 외부동력을 안 쓰고도 올릴 수 있는 방법을 개발하였음에도 개인의 힘으로 발전에 성공하기 까지는 넘어야할 산이 많았다. 조수간만의 차를 이용할 수 있는 바닷가의 입지 선정에서부터 24시간 발전할 수 있는 인공 간만 도크설치 비용이 많이 들어 발전소 건설이 쉽지 않았다 어떻게 하면 비용을 적게 들일까 하고 연구에 집중하여 개발한 것이 부력 펌푸 보다 효율이 높은 중력 펌푸를 개발하였고 더 연구하여 조수간만의차를 이용하는 바닷가가 아닌 1m미만의 흐르는 물을 높게 양수할 수 있는 지렛대를 이용한 수압장치를 개발하였다 이들 둘다 발명특허를 받았다 그러나 넘어야할 산은 또 있었다 높은 산위나 타워위에 물을 저수한다는 것이 쉽지 않았다 비용이 많이 들기 때문이었다

수은을 이용한 발전장치개발

물을 실린더 내에서 가압하여 고압수를 토출시켜 터어빈을 돌려 발전한는 방법을 연구중 더 쎈 고압수를 얻기 위한 방법을 찾았다 수은을 이용한 발전장치를 개발하여 특허를 신청하였으나 에너지 보존의 법칙에 위배되어 특허를 줄 수 없다는 특허청의 거절증서를 받고 한때는 실망하였으나 수은을 이용한 발전장치가 꼭 가치 있는 기술이고 크게 쓰일 수 있겠 다는 신념으로 꾸준히 노력하던중 카이스트에 도움을 요청하여 연세대학교의 이태규 교수의 ‘수은세상’에서 자문을 받아 발명특허를 받았다 특히 실린더 내에서의 온도변화에 따른 수은의 압력팽창력은 가공할 만큼 위력이 큼에 연구자 본인도 놀랐다 한다 현재 실용화에 전력하고 있다.

K-1증폭발전기 발명

유량과 낙차를 얻는데 오랜 시간 연구 끝에 유량은 물을 반복 사용함 으로 해결시켰고 낙차는 높은 위치에 저수시키는 대신 축압기를 개발하여 해결함으로써 두 마리 토끼를 잡는데 성공하였다 이름하여 K-1증폭발전기다.

K-1증폭발전 추진 방향과 임재범의 소망

21세기 발전분야는 기술의 무한경쟁시대다 어느 기술이 kw당 건설비용과 kwh당 발전원가가 적게 들면서 공기.물.토양등을 오염시키지 않고 친환경적으로 안전하게 발전시간에 제한 없이 수요처에서 대량 발전 보급시킬 수 있느냐가 풀어야할 과제이다 여기에 K-1증폭발전기술이 가장 근접하게 접근한 가술이라고 생각 한다 자본이 형성되면 바로 실행될 수 있도록 설계되었으며 법인을 설립하여 투명하게 경영 할려고 준비중에 있다.

임재범씨와 소통을 원하는 사람은 인천앞 바닷물을 10분안에 300톤을 200M 위로 올림에 있어 전기모터나 엔진 등에 걸어 양수기를 사용하지 않고도 가능함을 이해 해야 한다 이 원리를 알고 확신을 가진 사람하고 소통을 원하고 있다 본질을 이해하지 못하면 소통에 문제가 있을 수 있다 여건이 갖취 지면 세부내용을 공개할 수 있음을 밝힌다.

임재범씨는 자본과 전문 인력을 모아 국가가 해결할 프로젝트로 삼아 발전시켜 21세기 신재생 에너지 선진국으로 국위를 선양하고 국가경제에 일익을 담당하는 포항제철소와 같은 길을 가길 원한다 많은 젊은 인재들을 선발하여 K-1증폭발전소를 국내 외에 많이 세우고 관리 운영할 연구소와 훈련기관을 설립 각종 부품을 생산하는 협력업체를 엄정하게 선발 자본.물자.인력등을 전폭적으로 지원 전기를 모든 사람이 안전하고 값싸게 사용하여 잘사는 나라가 되는 것이 발명자 임재범씨의 바램이라고 힘주어 말하고 있다.

이현승 기자  news0528@hanmail.net

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