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목차
이번장에서는 전기는 어떻게 만들어 질까?. 하는 기본적인 발전 원리를 설명해보고 발전 원리에 따른
에너지원 이 무엇이냐? 는 것으로 발전에 대한 사항이 분류 되는데, 이를 세분화해서 발전에 쓰이는
에너지원을 분류해 , 원자력 발전 , 석탄발전, GAS 발전, 등의 세부적인 사항을 알아보고자 한다.
1. 전기의 발전원리
전 기...
아 주 좋은 고급 에너지이다.
우리 생활에 없어서는 안 될 아주 편리한 에너지이다.
이런 전기는 어떻게 만들어 질까?.. 발전 원리에 대하여.. 알아보도록 하겠습니다.
자석의 N극과 S 극 사이에 코일을 감고 돌리면 전기가 발생한다는 것을 초등학교 과학시간에
배우고 실습을 통해 발전기를 만들어 보는 실험을 했을 것으로 압니다.
실험을 할때 , 우리는 손으로 자석체를 돌려 전기가 발생하여 전구가 켜지는 것을 보고
이게 "발전의 원리" 구나 하고 알았을 것입니다.
큰 전기를 만들려면 아주 큰 쇠 덩어리 를 돌리는 아주 힘이 필요합니다.
모든 전기의 생산은 "발전기"라는 전기를 발생하는 장치 /큰 쇠덩어리 이걸 "터빈"이라 하는데
위 설명한것과 같이 터빈을 증기로 돌려 발전하는 SYSTEM을 발전의 원리 라 합니다.
즉 전기를 생산 하는 기본이 되는 그림은 아래와 같습니다.
2. 발전소의 터빈
이러한 기본 원리를 바탕으로 발전소에서 만들고 실제 발전하는 터빈은 아래와 같이 아주 큰 쇠덩어리입니다.
아주 아주 큰 쇠덩어리.... 이를 돌리려면 얼마나 큰 힘이 필요할까요?.
이제부터 그 힘을 내는 방법에 대하여 논해 볼까 합니다.
그 힘의 원천은 우리 주변에 흔하게 있는 물입니다.
물의 성질: 온도가 영하로 떨어지면 얼음이 됩니다. (고체화)
우리는 보통 20도 전후의 물을 가정에서 사용하며 조리해서 먹고, 마시고, 빨래하고
생활하고 삽니다. (액체화사용)
물을 석탄이나 가스등 연료를 이용하여 물을 데우는데
에너지 즉 "열"을 가하면 물이 100도 이상 이 되면 수증기가 발생하고 (기체화)
그 수증기는 힘을 발하기 시작합니다.
수증기상태에서 같은 열량에 가하여 120도 정도이상의 의 상태까지 열을 가하면 그 수증기는
최대 566%의 힘을 얻어 낼 수 있습니다.
에너지의 변환 법칙 이라 이해 하시면 편합니다.
이것이 "발전기의 원리"가 되는 "힘"의 원리 증기로 566% 의 힘을 얻는다.
즉 증기 기관차를 연상하시면 됩니다.
3. 증기의 힘
발전기의 발전 힘 원리(증기)
위 그림 2에 표시된 "터빈"을 돌리려면 아주 큰 힘이 필요하며 그 터빈을 돌리면 아주 큰 발전이 시작됩니다.
참고로 충남 보령에 있는 중부 화력 발전소는 450 MW 발전량으로 가진 아주 큰 발전소입니다.
3-1: 우리주변의 온도?
우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 에너지 온도를 알아보면 이해하기 쉬울 것 같아 비교해 본다면
용접 시 발생하는 용접 부위 온도 약 4,000~5,000도 정도 되고,
자동차의 흡입, 압축, 폭발, 배기. 시에 과정에서 발생하는 피스톤 내의 온도는 약 2,000도의 가 되며.
주변 닭 튀김기등 튀김기의 온도는 약 180 도 정도 됩니다.
3-2. 발전소의 분류.
이러한 힘의 원천이 되는 증기를 발생하기 위해 발전소에서 사용하는
원료 가 석탄을 사용해 가열하여 증기를 발생시키고 "그림 2"와 같은 터빈을 돌려 발전하면
"석탄 발전소"가 되고.(화력 발전이라 함)
LNG 가스를 에너지 원으로 하여 증기를 발생시켜 터빈을 돌려 전기를 발생시키면
가스 발전소(화력발전) 이라 하며.
원자력의 핵 반응을 이용해 증기를 발생 시켜 터빈을 돌려 전기를 생산 하면 "원자력 발전소"
땜이나 물을 이용해 물의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산 하면 "수력발전" 이라 하며
태양의 빛을 이용해 전기를 생산하면 "태양광 발전" --> 신,재생 에너지 로 분류한다.
그에 대한 자세한 내용은 아래 에서 알아 보기로 하자.
4.. 원자력 발전 : 원자력 발전이란?
원자력을 (핵) 반응시키면 열이 발생합니다.
이열은 아주 아주 큰 에너지로서 태양의 주변 온도와 같을 정도로 약 6,000. 도
이상의 열이 발생합니다
이 역시 원자력(핵)을 반응시켜 생기는 열로 증기를 만들고 증기로 터빈을 돌려
발전하는 방식으로 에너지 원이 "원자력"이라 하여 "원자력 발전소"라 합니다.
아무래도 고온이 발생하고 한번 발생시키면 석탄이나 GAS처럼 에너지원을 차단해
발전을 중단하기가 어려운 고난도의 에너지 원이기 때문에 그만큼 안전에도
신경을 써야 되는 것은 사실이며
한번 점화하면 약 4년 이상 핵분열을 조정하며 운영해야 하기 때문에 운영에 어려움이 많은
고난도 에너지원로서 발전 비용은 아주 적다 (학자의 관점에 따라 다르게 집게 되나 ,
최저 KW당 발전 원가는 4원 에서부터 40원이라고 발표하는 사람도 있음/
( 싼 가격이죠 한전에서는 보통 1KW 당 약 120원 정도에 판매하고 있는 실정입니다)
본 내용은 신, 재생 에너지 협회의 교육 시 들은 기억이 있어 적어 봅니다.
5. 수력 발전 : 수력 발전이란?.
그림 5에서 보는 바와 같이 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다
높이 가 높은 물이 아래로 떨어질 때는 "에너지"가 발생한다.
물의 높이와 물의 흐름을 이용해 터빈을 돌려 발전하는 것을 수력 발전이라 한다.
이것은 "에너지" 원이 물을 힘을 이용하여 발전하는 형식이라 "수력 발전"이라 한다
이상과 같이 이번장에서는 전기를 발생하기 위하여는 "에너지 " 원이 어떤 것을 사용하느냐에 따라
"화력발전" "원자력 발전" "수력 발전" 임을 알았으며 그 "에너지"원을 주원료로 하여 증기를 발생시키고
그 증기의 힘으로 아주 큰 터빈을 돌려 전기가 발생한다는 사실을 알아 보며 이번장을 마칩니다..
감사합니다.
해동검/최성락 쓰다.