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목차
이번 장에서는 신, 재생 에너지란? 내용으로 신 에너지와 재생 에너지의 종류를 알아보고
그 분류에 따라 어떻게 발전이 되고 있는지? 발전의 원리는 어떻게 구성되는지? 를 알아보는
장으로 편성하여 신, 재생 에너지에 대한 내용을 위주로 구성해 이를 알아볼까 합니다.
1. 신, 재생 에너지란?
신, 재생 에너지란?.
원래 의 말은
신에너지 (새로운 예너지)란 뜻으로 연료전지와 같이 정말 새로운 에너지와
재생 에너지(지구상에 있는 다른 것을 다시 사용해 에너지) 를 만드는
즉, 태양을 이용하여 발전하는 태양광 발전 system,
바람을 이용해 전기를 발생시키는 풍력발전 system.
축산 폐기물인 분뇨 등에서 발생하는 gas를 이용해 얻는 에너지로 발전하는 바이오 발전 system.
땅속 깊이 있는 온도를 이용하는 지열 system ) 등 을 총 망라한 에너지
즉 ,신에너지 +재생에너지를 합성한 용어로써
법률에 의한 정의는
[천연자원 ‘신에너지 및 재생 에너지 개발ㆍ이용ㆍ보급 촉진법’에 따라, 기존의 화석 연료를 변환하여 이용하거나 햇빛, 물, 지열(地熱), 강수(降水), 생물 유기체 따위를 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환하여 이용하는 에너지의 종류. 바이오 에너지, 해양 에너지, 폐기물 에너지, 지열 에너지, 수소 에너지 따위가 있다]라고 정의되어 있다.
내가 읽어 봐도 좀 어렵다.
해서 이번장에는 상기 열거한 신 에너지와 재생 에너지를 중심으로 발전 원리에 대한 내용을 기술하고
그 내용을 다른 장에서 하나씩 깊이 있게 파고 들어가 실제 응용하고, 활용하는 내용을 첨부하여
보다 쉽게 이해할 수 있도록 정리해 보려 한다.
우선 우리 주변에 널리 사용되고 있으며 이해하기 쉬운 재생 에너지부터 알아보도록 하자.
2. 재생 에너지중 태양광 발전 원리:
태양광 발전이라 함은 쉽게 말해 전자 회로를 이용한 전자 부 품으라 생각하면 된다.
우리 주변의 실례로 TV, 라디오, 등과 같이 전자 제품이라 생각하면 된다.
그럼 그림을 보며 전자제품의 작동 원리로 설명해 보겠다.
위에서 전술 한 바와 같이 태양광패널은 전자제품이다. TV, 나 라디오처럼....
태양에서 빛을 받으면 n형반도체와 p형반도체의 전공이 서로 작동해 전기를 생산하는 원리이며
이러한 조각을 아주 많이 펼쳐 놓은 것을 cell이라 한다 또한 이를 패널 이라고도 한다.
위 전자 제품은 원소재를 손으로 만지면 종이장처럼 아주 얇고, 과자 만지는 것처럼 부스러 진다.
이를 보강하기 위해 앞면에 특수 강화 유리를 붙이고, 뒤면에도 붙이며. 이를 견고하게 하기 위해
알루미늄 케이스로 고정시킨 것을 패널이라 한다.
위 그림에서 보는 바와 같이 패널의 길이는 가로 약 1m , 세로 2m, 두께 50 cm, 무게 약 20 kg,
발전량 약 600 w 시중 가격 1 패널당 약 25~30 만원 정도 한다. (2023년도 최근의 패넬규격임)
이러한 패널을 여러 장 붙여서 연결하면 큰 전기를 만들어 우리가 가정이나 산업현장에서 전기로 사용하고 있다.
3. 풍력 발전 원리.
풍력 발전이란? 말 그대로 바람을 이용해 발전하는 system으로 우리가 먼 거리에서 봐서 적게 보이지
실제 size를 알아보면 아주 거대하고 크다는 것을 알 수 있으며 ,
풍력 발전을 쉽게 표현하자면 우리 주변에 선풍기를 연상하면 쉽다.
풍력 발전을 하기 위하여는 바람의 세기가 아주 커야 하기 때문에 산 꼭대기 부근이나 바다 쪽에 설치한다.
이제 풍력 발전 장치의 아래 그림을 보고 자세히 발전 원리를 설명해 보려 한다
풍력 발전은 앞서 전술한 바와 같이 바람을 이용해 발전기를 돌려 발전하는 방식으로
바람을 이용하는 날개는 바람개비 원리와 같다고 생각하면 된다.
이러한 큰 바람개비를 돌리려면 바람의 세기가 아주 큰 우리나라에서는 백두대간이나
바닷가를 선정한다
풍력 발전기의 구조는 위 그림에서와 같이 블레이드(선풍기 날개)가 돌아가며
그 안에 발전기가 있어 발전기를 돌리는 것으로 발전기 용량은 약 10 MW 정도이다
1 기당 건립 당 건립 비용은 약 70억 정도가 소요된다.
위그림에서 보는 바와 같이 기둥 철판의 두께는 10 cm 이상이며 높이는 약 120m 날개의 총길이도
120m 정도 되는 것으로 보잉 747 점보 비행기의 날개 길이와 비슷한 길이로 비행기가 옆으로 돌아가는
느낌이라 하면 충분히 이해가 될 것이며 이를 지지하기 위하여도
기초 공사가 아주 튼튼해야 함을 알아두어야 하겠다.
4. 바이오 발전 원리
현재 우리나라에서는 바이오 발전이 활성화되고 있지 않으며,
유럽 쪽에서는 바이오 발전이 상당히 활성화되고 있는 실정이다.
바이오 발전이란? 주로 축산물 ( 돼지, 소 등의 분뇨/소, 돼지 똥)의 부산물을 이용해 분뇨에서 나오는
gas를 이용해 그 gas를 에너지원으로 하여 발전하는 방식인데 우리나라에서는 냄새가 지독하기 때문에
냄새의 민원 등으로 인해 크 게 활성 화 되어 있지 않다.
위 그림에서 보는 바와 같이 탱크 안에 축산 분뇨 (소, 돼지 똥)에서 발생하는 gas를 태워 발생하는 열로
발전등에 사용하나 우리나라에서 는 사용이 저조해 간단한 설명으로 마치려 한다.
5. 지열 에너지 원리
지열 에너지란?
땅을 10 m 파고 들어가면 온도가 1도씩 올라간다.
지열 에너지를 사용하기 위하여는 보통 200m의 깊이를 천공하면 약 20도의 온도를 얻을 수 있다.
우리나라의 수도 서울 잠실 롯데월드 바닥에는 바닥에서 200m 심도로 약 700여 개의 지열 에너지 관을 심어
지열 에너지로 사용하고 있다는 것을 "신, 재생 에너지 협회" 교육 시 들은 바 가 있어 적어 본다.
지열 에너지란 전술한 바와 같이 지하 10 m 파고 들어가면 1도 의 온도를 얻는데 200m 정도를 뚫고 관을
삽입하여 거기에서 에너지 원을 취득해 재생 에너지로 사용하는 것을 말한다.
이는 초기 비용도 많이 들어가는 단점이 있어 주로 활용되지 아니한다.
또한 신에너지(연료전지와 IGCC )에 대하여는 이번장에서 기술하지 않으려 한다.
이상과 같이 이번장에는 재생 에너지인 "태약과 발전 원리" +'풍력원리 +바이오원리+
지열 에너지를 이용한 지열 원리 등을 알아보았다. 또한 , 신 에너지인 수소나 연료 전지는
다른 장에서 살펴보기로 하며 이번장을 마치려 한다.
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2023년 해동검/최성락 쓰다.
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