< 연구결과 요약 >

< 연구결과 요약 >

과 제 명 밀양시 송전탑 부근의 전자파 활용방안

연구목표

아직까지 많은 갈등을 낳고 있는 밀양 송전선로 부근에서 발생하는 전자파 를 전기에너지로 전환시킴으로써 버려지는 전자파를 역이용하고 경제적 이익을 창출하여 시민과 정부와의 갈등을 완화시키고자 한다.

연구방법

□ 밀양시 송전탑 관련 선행연구

-송전탑 부근에서 발생하는 전자파 세기 측정 -송전탑 부근에서의 형광등 발광실험

□ 전자파 → 전기에너지 변환장치 제작 및 성능 확인 실험 -전자파 → 전기에너지 변환장치 구조 및 회로도 고안

-전자파 → 전기에너지 변환장치(meme) 제작

-전자파가 많이 나오는 기계를 이용해 변환장치 성능 확인 실험

□ 밀양시 송전선로 환경을 모형으로 재구현

-송전선로 환경을 구현한 모형에 전자파 -전기에너지 변환장치를 통해 만들어낸 전압으 로 twinkle garden 조성

□ 실제 적용에 대한 고찰

-밀양시 송전탑에서 나오는 전자파를 이용해 변환장치의 성능 확인 실험 -밀양시의 환경을 고려한 변환장치 고안, 밀양시에 최적화 시키기

연구성과

□ 밀양

⇒건강 악화 우려 감소, 삶의 질 향상

□ 밀양시의 경제적 이익 창출

⇒전자파를 이용해 유용한 전기에너지 생산, ‘twinkle garden’ 조성

⇒공원 주위 상업 시장 발달로 인한 밀양시민의 일자리 창출

□ 국토의 효율적 이용

□ meme를 전자파가 많이 나오는 건물, 기계등 여러분야에 사용가능

(Key words) 주요어

밀양송전탑, 전자기파, 전자파의 역이용, 전자파-전기에너지 변환, twinkle

garden

1. 개요

□ 연구 동기 및 목적

○ 밀양 할머니 댁에 가는 길에 송전탑 건설반대 현수막들이 걸려있는 것을 보고 이와 관련된 기사를 찾아보았다. 기사를 찾아본 결과 현재 밀양시에 건설되고 있는 초고압 송전선로가 여전히 많은 분쟁을 낳고 있다는 문제를 인식하게 되었다. 이 문제를 과학적으로 접근하여 해결 하고자 송전탑 부근에서 발생하는 전자파를 역이용 하는 방법을 연구 하고자 한다. 이 연구를 통해 송전탑 부근의 전자파양을 줄이고 국토를 효율적으로 이용할 수 있을 것이다.

□ 연구범위

○ 밀양 송전탑과 송전선로 주변의 전자기장 현지 연구를 통해 전자기장 의 세기를 측정한다.

○ 전자기파의 측정범위를 토대로 전자기파-전기에너지 변환장치를 고 안한다.

○ 변환된 전기에너지를 이용하여 조명을 켤 수 있도록 모형을 만들고 밀양주변의 조명 장치 및 가전제품 주변의 전자기파를 에너지로 쓸 수 있는 가능성을 제시한다.

2. 연구 수행 내용

□ 이론적 배경 및 선행 연구

○ 밀양송전선로 건설사업 ◽ 건설 배경 및 내용

- 밀양송전선로 건설 사업은 노후한 원전에 대한 대비책으로 새 원전을 가동하여 전기를 나르기 위한 수단이다. 밀양 송전선로의 정식명칭은 765kV 신고리-북경남 송전선로로, 신고리-북경남 송전 선로는 신고리 원자력 발전소의 전력을 창녕의 북경남 변전소까지 송전하여 대구를 비롯한 영남 내륙지방으로 전력을 전송하기

위해 건설되었다.

◽ 밀양 주민들의 송전탑 건설반대 이유

- 전자파로 인해 발생하는 건강문제, 주위경관 파괴로 인한 지역발전 저해, 밀양 시민들의 재산권 침해

◽ 밀양 송전탑 사건 - 밀양 송전탑 사건

밀양 송전탑 사건(密陽送電塔事件)은 대한민국 경상남도 밀양시에 건설 될 예정인 765 킬로볼트(kV)의 고압 송전선 및 송전탑의 위치 문제를 두고, 밀양 시민과 한국전력 사이에 벌어지고 있는 일련의 분쟁을 통틀어 일컫는 말이다. 현재 공사가 중단된 곳은 신고리~북경남 송전선(총연장 90.5km로 예정)의 제2구간으로, 송전선은 완공 이후 울산 신고리원자력발전소 3호기 에서 생산한 전력을 창녕군의 북경남 변전소로 수송하는 역할을 맡게 된다.

- 밀양 송전탑 시위 날짜 : 2008년 7월 ~

지역 : 대한민국 경상남도 밀양시 원인 : 고압 송전선 설치 위치 문제 목적 : 고압 송전선 설치 취소

○ 전자파

- 전자파의 원래 명칭은 전기자기파로서 이것을 줄여서 전자파라고 부른다. 전자파는 전기 및 자기의 흐름에서 발생하는 일종의 전자기 에너지 이다. 전기장과 자기장이 반복하면서 파도처럼 퍼져나가기 때문에 전자파 로 부른다.

-

안테나의 수신원리

안테나에서의 수신이란 전자기장의 영향에 의해 안테나 안에 유도되는 전류와 전압이 그 말단사이에서 발생하는 것을 말한다. 그 원리는 직선으로 만들어진 금속 안테나에 전파가 도착하면 안테나가 전기장 속에 놓이게 되는데, 전기장이 아랫방향으로 걸리면 금속 안테나 속의 전자는 전기력을 받으므로 윗방향으로 움직이게 된다. 그런데 전파는 위아래로 진동하므로 전기장의 방향이 바뀌게 되고 이에 따라 전기장이 윗방향으로 걸리면 금속 안테나 속의 전자는 전기력을 반대방향으로 받아 아랫방향으로 움직인다.

이렇게 진동하는 전파가 오면 금속 안테나 속에서 전자는 위아래로 진동을 하고 이 전자의 움직임이 금속 안테나 속의 교류 전류의 흐름이라고 볼 수 있다.

○ 전해 콘덴서

- 전기 분해를 응용하여 양극 금속의 표면에 산화 피막을 만들고, 그것 을 감싸듯이 음극을 붙인 것으로, 페이스트 모양의 전해액에 의한 습식과 증착 반도체에 의한 건식이 있다. 전해 콘덴서는 소형이고 큰 정전용량이 얻어지나 내압이 낮고, 고주파에는 부적당하므로 저주파의 필터나 바이패 스용으로 널리 사용되고 있다.

○ 세라믹 콘덴서

- 티탄산바륨 등의 유전율이 큰 산화물의 판상 소결체에 전극을 소부한 콘덴서. 자기(磁器) 콘덴서라고도 하며, 소형으로 할 수 있는 특징이 있다.

산화티탄을 주원료로 하는 것은, 이것에 마그네슘·칼슘·바륨·스트론

튬·카드뮴·규소·지르코늄 등의 산화물을 부원료(副原料)로 단독 또는 조합해서 첨가하여 필요한 모양으로 성형(成形)하고 1,250~1,350℃로 소성 (燒成) 처리해서 유전체로 한다. 여기에 전극으로서 은 조성액(銀組成液)을 칠하여 환원 소성시키고 리드선(lead wire)을 부착한 다음 절연 도료(絶緣 塗料)를 칠해서 완성한다.

□ 연구 방법

○ 밀양시 송전탑 관련 선행연구 - 밀양 송전탑 관련 자료 조사

- 송전탑 부근에서 발생하는 전자파 세기 측정 - 송전탑 부근에서의 형광등 발광실험

○ 전자파 → 전기에너지 변환장치 제작 및 성능 확인 실험 - 변환장치 구조 및 회로도 고안

- 변환장치 제작

- 전자파가 많이 나오는 기계를 찾아 변환장치의 성능 확인 실험 - 문제점 및 개선점 보완·수정

○ 밀양시 송전선로 환경 모형으로 재구현 - 밀양시 송전탑 부근 환경을 모형으로 제작

- 송전선로 환경을 구현한 모형에 전자파 -전기에너지 변환장치를 사용 해 twinkle garden 조성

○ 실제 적용에 대한 고찰

- 밀양시 송전탑에서 나오는 전자파 수치를 활용해 실제 밀양에서의 변환장치 성능 확인 실험

- 밀양시의 환경을 고려한 변환장치 고안, 밀양시에 최적화 시키기

□ 연구 활동 및 과정

○ 밀양시 송전탑 관련 선행연구

송전탑 부근에서 발생하는 전자파 세기 측정 : 거리 차이에 따른 전자파의 양 비교하기 (준비물 : 자기장 측정기, 미터 측정기)

- 송전탑 부근에서의 형광등 발광실험

밀양 신고리-북경남 송전선로와 관련된 정보를 선행 연구하던 도중 충남 당진에 있는 765kV 송전탑 아래에서 전자파의 영향으로 폐형광등에 그냥 불이 들어온다는 뉴스기사를 접하게 되었다. 이를 확인해보기 위해 송전선 로 부근에서 가장 전자파가 많이 나오는곳을 찾아 그곳에서 형광등을 들어

보고 불이 들어오는지 확인하기로 한다.

송전탑 밑 땅에 꽂으니…불 켜진 형광등

등록 :2014-01-09 21:50수정 :2014-01-10 11:02

송전탑 밑 땅에 꽂으니…불 켜진 형광등

충남 당진군 왜목마을 765㎸ 초고압 송전탑 아래에서 7일 오후 전자파의 영향을 알아보려 설치한 형광등에 불 이 켜져 있다. 형광등은 전구 안에 들어 있는 수은 증기와 아르곤 가스가 양쪽 전극에서 나오는 전기에너지를 받아 방전하면서 빛을 내는데, 이때 필요한 에너지는 전기장의 형태로도 전달될 수 있다. 형광등 전구 양쪽의 전극에 전기를 연결하지 않더라도 주위에 강한 전기장만 있으면 형광등에 불이 들어올 수도 있는 것이다.

글 김정수 선임기자 jsk21@hani.co.kr, 사진 오마이뉴스 제공

○ 전자파 → 전기에너지 변환장치 제작 및 성능 확인 실험 - 변환장치 구조 및 회로도 고안

◽ 변환장치 원리

진동하는 전자기파 안에 놓인 금속 안테나 속에서 전자의 진동이 발생하고 이러한 진동이 안테나 속의 교류 전류의 흐름이 된다는

안테나의 수신원리 를 이용한다.

◽ 변환장치 제작 재료

: 만능기판, 정류기(다이오드 이용), 전해 콘덴서, 세라믹 콘덴서, 구리판

◽ 변환장치 제작에 필요한 부품 : 인두기, 땜납

◽ 변환장치 구조 및 회로도고안

전자파 수신 정류 축전 만능기판

구리판 이용 다이오드 이용 콘덴서 이용

피치가 2.54mm인 사각 만능기판 이용

(10cm X 10cm)

그림 5 변환장치 구조

그림 6 변환장치 회로도

⇒ 안테나 원리를 이용하여 태양전지를 구축한 인공위성의 모형과 정류작

용을 하는 회로도를 접합시킨 변환장치를 제작한다.

- 전자파 - 전기에너지 변환장치 제작

①만능기판, 세라믹콘덴서 (0.1㎌ 50V), 전해콘덴서 (100㎌ 50V), 다이오드 를 준비한다.

②만능기판에 전해콘덴서-다이오드-세라믹콘덴서 순으로 납땜한다.

③구리판 끝부분을 사포질한 후에 기판과 구리판을 붙이고 테이프로 고정 시킨다.

- 전자파가 많이 나오는 기계를 찾아 변환장치의 성능 확인 실험 전자파가 많이 나오는 기계를 찾아 전자파의 수치를 측정하고 변환장치를 통해 만들어진 유도전압을

◽ 성능확인 실험 도구

: 전자파-전기에너지 변환장치, 전자파 측정기, 디지털 멀티테스터기

◽ 성능확인 실험 방법

①TV, 3D프린터, 3D프린터+어댑터에서 나오는 전자파의 수치를 측정한 다.

②전자파-전기에너지 변환장치를 기계 옆에 가져다 대고 그에 의한 유도전 압이 발생하는지 확인한다.

③기계에서 나오는 전자파 크기와 변환장치를 통해 만들어진 전압의 크기 사이의 관계를

연구해본다.

○ 밀양시 송전선로 환경 모형으로 재구현 - 밀양시 송전탑 부근 환경을 모형으로 제작

실제 밀양 송전 선로의 환경을 아크릴 판에 구체적인 모형으로 재현

〈모형재료〉

우드락, 시트지, 조경재료(풀, 풀가루, 흙가루, 돌가루), 돌멩이, 목공풀, 우드락본드, 철사, 모형지붕, 송전탑 모형

- 송전선로 환경을 구현한 모형에 twinkle garden 조성

모형에 여러 종류의 LED전구를 설치하여 시각적 아름다움을 고려한 twinkle garden을 조성한다.

( 변환 장치를 통해 만들어진 전류를 활용)

○ 실제 적용에 대한 고찰

- 밀양시 송전탑에서 나오는 전자파를 이용해 변환장치의 성능 확인 실험

앞서 측정한 송전탑부근 전자파 수치를 바탕으로 거리에 따른 변환장치를

통해 만들어진 전압을 측정해본다.

- 밀양시의 지리적 특성을 고려한 변환장치 고안, 변환 장치 최적화 시키기

실제 밀양시에 적용 시킬 수 있도록 밀양 송전탑 부근의 지리적 환경과 전자파 수신 방해요인등을 고려하여 송전선로 부근에 최적화된 변환장치 를 고안한다.

○ 월별 연구 추진 실적

주간 활동

실제 수행 일정 주간 활동 내용 참여인원

7월

제2주 팀 정하기 3명

제3주 연구 분야 및 연구 소재 정하기 ″

제4주 주제 정하기 ″

제5주 주제 구체화 시키기 ″

8월

제1주 연구 방법 고안 및 대략적인 실험 계획하기 ″

제2주 계획서 작성하기 ″

제3주 계획서 발표 준비 ″

제4주 실험 계획 수정 ″

9월

제1주 구체적인 실험 방법 정하기 ″

제2주 물품 내역 작성하기 ″

제3주 밀양 송전탑, 전자파 관련 자료 조사 ″

제4주 밀양 송전탑 관련 자료 조사 ″

10월

제1주 밀양 송전탑 전자파 세기 측정 ″

제2주 전자기기 주변 전자파에 의한 유도전류 확인실험 ″ 제3주 실험 실패 이유 분석, 실험 방향 재계획 ″ 제4주 전자파-전기에너지 변환 장치 구상 및 제작 ″

11월

제1주 전자파-전기에너지 변환 장치 작동실험 ″

제2주 변환장치 수정제작 및 송전탑 모형 제작 ″

제3주 변환장치 수정제작 및 송전탑 모형 제작 ″

제4주 변환장치 수정제작 및 송전탑 모형 제작 ″

3. 연구 결과 및 시사점

□ 연구 결과

○ 밀양시 송전탑 관련 선행연구

- 송전탑 부근에서 발생하는 전자파 세기 측정

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

자 기 장

세 기

( m

G )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

송전탑으로부터 직선 거리(m) 4.8 4.8

4.3

3.7 3.3

2.7 2.4

2

1.7 1.5

1.1

거리에 따른 송전탑 부근의 자기장 세기

○ 전자파 → 전기에너지 변환장치 제작 및 성능 확인 실험

- 전자파가 많이 나오는 기계를 찾아 변환장치의 성능 확인 실험

<변환장치와 멀티테스터기를 연결한 모습>

1. 형광등 밑

자기장 : 0.42mG 전압 : 0.008V 2. 3D프린터 앞

자기장 : 2.52mG 전압 : 1.131V

3. 3D프린터, 3D프린터의 어댑터 앞

자기장 : 14.67mG 전압 : 3.103V

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

형광등 밑 3D프린터 옆 3D프린터

&

어댑터 옆 1467

252

42

전자파

^0.0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

형광등 밑 _3D프린터 옆 _3D프린터_&어댑터 옆 0.008

1.131

3.103

☞실험 결과☜

1. 전자파-전기에너지 변환장치를 통해 유도전압 발생

⇒변환장치 제작, 변환 성공!

2. 전자파의 수치가 커질수록 발생하는 전압의 크기도 커진다.

○

개선점 및 문제점을 보완한 변환장치 (Ⅳ-1 참고)

: 저항이 크고 만능기판과 구리판의 연결이 부실함 ⇒ 전류가 거의 측정되 지 않는다.

- 개선점

: 손과 구리판이 접촉하지 않도록 절연테이프를 붙이고(접지되면 전 류가 손실되므로), 구리판과 만능기판은 구리테이프를 이용해 연결을 튼튼하게 한다.

 mV

전압

-

보완 과정

➀ 절연테이프 붙이기 ⇒ 손과 접촉하여 땅과 접지되는 것을 막음

② 구리판과 기판을 구리테이프로 연결 ⇒ 전류가 더 잘 흐르고 튼튼하게 고정됨

< 보완 후 변환장치 완성된 모습 (뒤)>

- 보완 후 변환장치 성능 확인 실험

< 3D프린터 + 3D프린터의 어댑터 앞에서 유도전압 측정>

유도전압 : 4.48V

<변환장치를 통해 생성된 유도 전압으로 적색LED 발광여부 실험>

⇒ LED 전구에 불을 킬 수 있을 만큼의 충분한 전압 발생

□ 시사점

○ 학습효과

- 밀양 송전선 근처의 전자기장의 세기를 알 수 있었다.

- 전자기파 전기에너지 변환장치를 제작하여 에너지화의 가능성을 알 게 되었다.

- 전기에너지 변환장치를 위하여 콘덴서, 다이오드, LED, 구리판을 이용한 회로 제작에 대하여 알게 되었다.

- 송전선뿐만 아니라 전기제품에서의 전자기파의 크기가 상대적으로 크다는 것과 생활 속 전자기파를 줄이기 위한 방법에 대하여 생각해 보았 다.

○ 개선점

- 전자기파 전기에너지 변환장치에서 효율적인 안테나의 구조 및 회로 제작이 어려웠을 뿐 아니라 내구성이 약하여 개선이 필요함.

- twinkle garden을 조성하기 위한 회로 및 변환장치를 설치하는데 많은 비용과 또다른 환경오염이 발생할 것으로 예측됨.

○ 활용 방안 및 기대효과 - 활용 방안

◽ 밀양시에 twinkle garden 조성

추후 실험을 통해 전자파-전기에너지 변환장치를 밀양시에 최적화되도 록 고안한 후에

밀양시 송전선로 부근에 변환장치를 설치해 twinkle garden 을 조성

그림 30 광주 우치공원

그림 31 여수 돌산공원

◽ 확산 및 공유 방안

공장이나 병원등 전자파가 많이 발생하는 장소에 변환장치를 설치하여 전기에너지 이용

가정용 변환기를 제작하여 일반 가정에도 보급 ⇒ 가정내 자체 에너지 생산

- 기대효과

◽ 밀양

시민들의 건강한 삶을 도모할 수 있다.

몸에 해롭다고 알려져 있는 전자파를 역이용함으로써 주민들에게 유해 한 영향을 주는 전자파를 감소시켜 육체적, 심리적 안정을 제공한다.

⇒ 건강 악화 우려 감소, 삶의 질 향상

◽ 밀양시의 경제적 이익 창출에 보탬이 된다.

공기 중에 버려지는 전자파를 이용해 유용한 전기에너지를 생산

⇒ 전기 에너지로 LED 조명을 밝히고 LED 조명으로 공원 ‘twinkle garden’ 조성

⇒ 공원 주위 상업 시장 발달로 인한 밀양시민의 일자리 창출

◽ 국토의 효율적 이용에 유용하다.

송전 선로 부근지역을 twinkle garden 으로 조성함으로써 사용할 수 없는 국토를 효율적으로 이용하고 사람들의 발길이 닿도록 한다.

◽ 다른 송전탑에도 응용이 가능하다.

밀양시 송전탑 외의 다른 지역의 송전탑에도 전자파→전기에너지 변환장 치를 사용하여 전기에너지의 생산이 가능하다.

4. 홍보 및 사후 활용

□ 홈페이지 게시 및 전시

○ 홈페이지 게시

- 송전탑 및 각 전자제품에 대한 전자기파를 데이터베이스화하여 자료 를 홈페이지에 올림.

○ 결과물 전시

- 송전탑 모형을 보안하여 학교에 전시함.

5. 참고문헌 □ 참고사이트

○ 포털 및 기사 - 네이버 지식백과 - 오마이뉴스, NEWSIS

○ 블로그

- http://blog.naver.com/3happy3gong3

-

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=hjo0075&logNo=140005280055