전기 발전소 기초_발전소 종류 및 개념
전기 발전소 기초개념
안녕하세요! 오늘은 전기를 생산하는 공장인 발전소에 대해 알아보겠습니다.
우리나라는 국제적으로도 훌륭한 전력 체계를 갖춘 나라로 손꼽히는데, 이는 효율이 좋은 발전소 운영과 적절한 발전 조정을 통해 얻은 성과입니다.
1. 발전소 뜻, 의미
전기를 만들기 위해서는 "발전" 단계가 빌요하고, 전기를 만들어내는 설비를 갖춘 전기공장을 우리는 발전소라 합니다.
발전소는 사용하는 자원에 따라 화력발전, 수력발전, 원자력발전, 신재생 발전 등으로 구분합니다.
2. 발전 과정 및 원리
발전 설비는 자원에 따라 구분하지만, 전기를 생성하는 원리는 기본적으로 자원을 활용해 열에너지, 운동에너지를 얻고
그 에너지를 활용하여 터빈을 돌려 전기를 생산한다는 점에서 동일합니다.
| 열에너(화력, 원자력), 운동에너지(수력) | 터빈(회전에너지) | 발전기 발전 |
3. 발전소 별 특징 및 장단점
1) 화력 발전 장단점
석탄, 폐기물, LNG 등 높은 열량을 가진 자원을 태워 발생하는 열에너지를 통해 물을 가열하여 스팀을 만들고, 스팀을 사용해 터빈을 돌리는 방식으로 발전을 진행합니다.
고압의 스팀을 통해 터빈을 회전시키고, 발생한 열을 다양한 방면으로 활용 가능 합니다. (난방 및 열이 필요한 산업공장에 판매 등)
직접 자원을 태우는 방식이기 때문에 오염물질 배출이 심한 편이나, 가격이 저렴하고 활용도가 높아 전체 발전전력량 중 큰 비중을 차지하고 있습니다. 최근 기술의 발전으로 오염물질 배출량이 상당히 줄어들었으며, 타 발전 대비 에너지 효율도 높은 편입니다. 최근에는 LNG발전이 에너지 효율도 높고 청정한 에너지원으로 주목받고 있습니다.
2) 원자력 발전 장단점
우라늄을 핵분열 시켜 발생하는 열을 이용해 스팀을 만들고, 터빈을 돌려 전기를 생산합니다.
열을 생성하는데 따로 공해물질이 발생하지 않아 깨끗한 발전 방식 중에 하나이나, 우라늄 후 처리 부분에 있어서 누출 시 재앙을 불러올 가능성이 있습니다. 지진과 같은 자연재해만 없다면 가장 청정한 에너지발전 방법으로 인정받으나, 누출 시의 리스크로 인해 많은 환경단체들의 반대를 받고 있는 실정입니다.
3) 수력 발전 장단점
수력발전은 물이 떨어지는 힘을 사용해 터빈을 돌리고 전기를 생산하는 방식 입니다. 수력발전은 댐과 같은 구조물을 활용하여 높은곳에서 낮은곳으로 떨어지는 물의 수력을 사용해서 터빈을 돌리고 전기를 발전하는 방식과 전력소비가 떨어지는 야간에 발생하는 잉여전력을 사용하여 물을 낮은 곳에서 높은 곳으로 끌어올린 뒤, 전력소비가 높아지는 낮 시간에 물을 낮은곳으로 부어 발생하는 수력을 사용하여 터빈을 돌리는 방식으로 운영됩니다.
4) 태양광 발전 장단점
태양광 패널을 사용하여, 태양광을 바로 전기에너지로 전환시켜 전기를 생산합니다. 터빈을 돌릴 필요가 없어 에너지 손실은 적은 편이지만, 태양광을 전기에너지로 전환시키는 과정에서의 효율이 많이 개선되었으나 아직 다른 발전 방법과 비교하면 발전량이 미비한 편 입니다.
우리나라의 경우 산간지역이 많아 일조량이 많지 않아 미국이나 아프리카 등 국가보다 효율이 떨어지며, 태양광 패널 설치를 위한 부지 마련등이 필요합니다. 또한 패널 설치 후 발전 효율을 위해 주기적으로 패널을 청소해 주어야 하며, 패널 설치 후 서서히 발전 성능이 저하되는 단점이 존재합니다.
수명이 다 된 태양광 패널은 재활용 할 방법이 없이 전량 폐기처분되며, 패널 폐기시에 발생하는 각종 오염으로 부터 자유로울 수 없어 친환경에너지라는 인식과 다르게 비용이 높고 환경에 큰 이익을 주지 못하는 발전원 중 하나입니다.
발전량이 일정하지 않기 때문에 주 발전 수단이 아닌 보조 발전 수단으로 활용되며 이는 사회적 비용의 증가를 의미합니다.
5) 풍력 발전 장단점
바람을 이용해 직접 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식입니다. 태양광 발전과 함께 신재생 에너지의 주요 발전원으로 손꼽힙니다. 하지만 태양광 발전과 마찬가지로 발전량의 지속성이 떨어지고 기후변화에 따른 영향을 크게 받으며, 최근 철새 이동경로 방해, 설치 부지 선정 등 많은 부분의 문제와 애로사항이 존재합니다.
6) 가스터빈 발전
중유/LNG를 기화시켜 연소시켜 발생하는 배기가스로 터빈을 외전하여 발전 하는 방식입니다.
4. 발전전력량 추이
아래는 한국전력이 20년 발표한 발전전력량 추이 입니다
기력은 앞서 말씀드린 발전 방식 중 스팀(증기)을 만들어 발전하는 형태를 뜻하며,
복합은 가스터빈과 증기터빈을 함께 사용하는 발전 방식을 의미합니다.
도표를 통해 신재생에너지 발전량이 점차 증가하고 있으나, 아직까지 발전량의 대부분은 기력, 복합, 원자력 3가지 발전원이 주축이 되는 것을 알 수 있습니다.
이미 전기 없이는 살 수없는 현대인들에게 있어, 발전량을 늘리되 환경오염을 줄이는 방안이 정말 시급한 문제로 다가왔습니다. 과연 미래에는 어떤 방식의 발전소가 등장할까요?