우리 모두가 알다시피 발전기는 직류 발전기와 교류 발전기로 나눌 수 있습니다. 현재는 교류 발전기가 널리 사용되고 있으며, 수력 발전기도 마찬가지입니다. 하지만 초창기에는 직류 발전기가 시장을 완전히 장악했었는데, 어떻게 교류 발전기가 시장을 차지하게 되었을까요? 그리고 수력 발전기와는 어떤 관련이 있을까요? 이 글은 교류와 직류의 경쟁, 그리고 나이아가라 폭포에 있는 애덤스 발전소의 5000마력 수력 발전기에 대한 이야기입니다.
나이아가라 폭포 수력 발전기를 소개하기 전에, 전기 발전 역사에서 매우 중요한 교류/직류 전쟁에 대해 먼저 이야기해야 합니다.
에디슨은 유명한 미국 발명가입니다. 그는 가난한 가정에서 태어나 정규 교육을 받지 못했습니다. 그러나 뛰어난 지능과 끊임없는 노력으로 평생 동안 약 1,300건의 발명 특허를 획득했습니다. 1879년 10월 21일, 그는 탄소 필라멘트 백열등 발명 특허(특허 번호 22898)를 출원했습니다. 1882년에는 백열등과 직류 발전기를 생산하는 에디슨 전기 회사를 설립했습니다. 같은 해, 그는 뉴욕에 세계 최초의 대규모 화력 발전소를 건설했습니다. 그는 3년 만에 20만 개 이상의 백열등을 판매하여 시장을 독점했습니다. 에디슨의 직류 발전기 또한 미국 대륙에서 큰 인기를 얻었습니다.
1885년, 에디슨의 전성기 시절, 미국의 웨스팅하우스는 새롭게 등장한 교류(AC) 전원 시스템에 큰 관심을 보였습니다. 웨스팅하우스는 1884년 2월 6일 미국에서 가울러드와 깁스가 출원한 교류 조명 시스템 및 변압기 특허(미국 특허 번호 297924)를 매입했습니다. 1886년, 웨스팅하우스와 스탠리(W. 스탠리, 1856-1927)는 미국 매사추세츠주 그레이트 배링턴에서 변압기를 이용해 단상 교류를 3000V까지 승압하고 4000피트(약 1204m)까지 송전한 후 500V로 감압하는 데 성공했습니다. 이후 웨스팅하우스는 여러 교류 조명 시스템을 제작 및 판매했습니다. 1888년에는 "전기 천재" 테슬라의 교류 모터 특허를 매입하고, 테슬라를 웨스팅하우스에 영입했습니다. 웨스팅하우스는 교류 모터 개발 및 보급에 전념하여 큰 성공을 거두었습니다. 웨스팅하우스가 교류 개발에서 연이어 승리하자, 당시 무적의 기술자였던 에디슨을 비롯한 여러 사람들이 시기심을 느꼈습니다. 에디슨, HP 브라운 등은 신문과 잡지에 기고문을 통해 당시 대중의 전기 공포심을 이용해 교류의 위험성을 과장되게 선전했습니다. 그들은 "교류 도체 근처의 모든 생명체는 살아남을 수 없다"며, 교류가 흐르는 도체 아래에서는 어떤 생명체도 살아남을 수 없다고 주장했습니다. 이러한 기고문을 통해 교류의 사용을 맹렬히 비난하며, 교류의 초기 발전을 억압하려 했습니다. 에디슨 등의 공격에 맞서 웨스팅하우스를 비롯한 다른 기술자들도 교류를 옹호하는 기고문을 발표했고, 결국 교류 측이 점차 우위를 점하게 되었습니다. 직류(DC) 진영은 패배를 용납할 수 없었습니다. 에디슨의 연구실 조수였던 HP 브라운은 주 의회가 전기 사형 집행을 허용하는 법령을 통과시키도록 적극적으로 지원했고, 1889년 5월에는 웨스팅하우스에서 생산한 교류 발전기 세 대를 구입하여 사형 집행용 전기 의자의 전원으로 교도소에 판매했습니다. 많은 사람들에게 교류는 죽음의 신과 같은 의미였습니다. 동시에 에디슨 진영의 인민대회는 "전기 의자는 교류가 사람을 쉽게 죽게 한다는 증거"라는 여론을 조성했습니다. 이에 웨스팅하우스는 반격 기자회견을 열고 테슬라가 직접 자신의 몸에 전선을 감고 전구에 연결하는 실험을 했습니다. 교류 전류를 켜자 전등은 밝아졌지만 테슬라는 무사했습니다. 여론의 압박에 굴복한 직류 진영은 교류를 법적으로 없애버리려 했습니다.
1890년 봄, 버지니아 주의 몇몇 의원들이 "전류로 인한 위험 예방"에 관한 법안을 발의했습니다. 4월 초, 의회는 청문회를 열기 위한 위원회를 구성했습니다. 에디슨과 웨스팅하우스의 총괄 관리자였던 모턴, 웨스팅하우스 엔지니어였던 L.B. 스틸웰(1863-1941), 그리고 변호사 H. 레비스가 청문회에 참석했습니다. 유명한 에디슨의 도착으로 의회 회의장은 마비되었습니다. 에디슨은 청문회에서 "직류는 마치 '바다로 평화롭게 흐르는 강물'과 같고, 교류는 마치 '절벽을 사납게 깎아내는 산골짜기의 급류'와 같다"는 획기적인 발언을 했습니다. 모턴 역시 교류를 공격하려 애썼지만, 그들의 증언은 설득력이 없고 요점도 없어 청중과 판사들은 혼란에 빠졌습니다. 웨스팅하우스와 여러 전기 회사들의 증인들은 간결하고 명확한 기술 용어와 3000V 전등의 광범위한 사용 사례를 들어 교류(AC)가 매우 위험하다는 주장을 반박했습니다. 결국 배심원단은 심의 끝에 결의안을 통과시켰고, 이후 버지니아, 오하이오 등 여러 주에서도 유사한 결의안을 부결시켰습니다. 그 후 교류는 점차 대중에게 받아들여졌고, 웨스팅하우스는 교류 경쟁에서 명성을 쌓아갔습니다(예를 들어, 1893년 시카고 박람회에서 25만 개의 전구 수주 계약을 따냈습니다). 교류/직류 전쟁에서 패배한 에디슨 전기 회사는 신뢰를 잃고 존립이 어려워졌습니다. 결국 1892년 톰슨 휴스턴 회사와 합병하여 제너럴 일렉트릭(GE)을 설립했습니다. GE는 설립 직후 에디슨의 교류 장비 개발 반대 정책을 포기하고, 기존 톰슨 휴스턴 회사의 교류 장비 제조 사업을 계승하여 교류 장비 개발을 적극적으로 추진했습니다.
위 사례는 모터 개발 역사에서 교류와 직류 간의 중요한 논쟁을 보여줍니다. 이 논쟁은 결국 교류의 위험성이 직류 지지자들이 주장하는 것만큼 심각하지 않다는 결론으로 마무리되었습니다. 이 결정 이후 교류 발전기는 발전의 봄을 맞이하게 되었고, 그 특성과 장점이 점차 사람들에게 알려지고 받아들여지기 시작했습니다. 이는 훗날 나이아가라 폭포 수력 발전소의 수력 발전기에서도 교류 발전기가 다시 한번 중요한 역할을 하게 된 계기가 되었습니다.
게시 시간: 2021년 9월 11일
