전력생산
전력 시스템을 세 부분으로 나눕니다; 발전, 송전, 그리고 배전입니다. 이 기사에서는 발전에 대해 논의할 것입니다. 실제로 발전 과정에서 한 형태의 에너지가 전기 에너지로 변환됩니다. 우리는 다양한 자연 자원으로부터 전기 에너지를 생산합니다.
이러한 자원은 재생 가능 자원과 비재생 가능 자원으로 두 가지 유형으로 분류됩니다. 현재의 전력 시스템에서 대부분의 전기 에너지는 석탄, 석유, 천연 가스와 같은 비재생 가능 자원으로부터 생성됩니다.
그러나 이러한 자원은 제한적으로 사용 가능합니다. 따라서 이러한 자원을 신중하게 사용하고 항상 대체 자원을 찾아야 하거나 재생 가능 자원으로 전환해야 합니다.
재생 가능 자원에는 태양, 풍력, 수력, 조력, 바이오매스가 포함됩니다. 이러한 자원은 환경 친화적이고, 무료이며, 무한한 자원입니다. 재생 가능 자원에 대한 더 많은 정보를 알아보겠습니다.
태양 에너지 시스템
이는 발전을 위한 최고의 대안 자원입니다. 햇빛으로부터 전기 에너지를 생성하는 두 가지 방법이 있습니다.
우리는 광전지(PV) 셀을 사용하여 직접 전기를 생성할 수 있습니다. 광전지 셀은 실리콘으로 만들어져 있으며, 여러 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양광 패널을 만듭니다.
거울을 이용하여 햇빛으로 열(태양열)을 생성하고, 이를 이용하여 물을 증기로 변환합니다. 고온의 증기는 터빈을 회전시킵니다.
태양 에너지 시스템의 장점
독립형 태양광 시스템의 경우 전송 비용이 없습니다.
태양광 발전 시스템은 환경 친화적입니다.
유지 보수 비용이 낮습니다.
그리드에 연결할 수 없는 원격 지역에 이상적인 에너지원입니다.
태양 에너지 시스템의 단점
초기 비용이 높습니다.
대량 생산을 위해서는 넓은 면적이 필요합니다.
태양광 발전 시스템은 날씨에 영향을 받습니다.
태양 에너지 저장(배터리) 비용이 높습니다.
풍력 에너지 시스템
풍력 터빈은 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 사용됩니다. 풍력은 대기 중의 온도 변화로 인해 발생합니다. 풍력 터빈은 풍력을 운동 에너지로 변환합니다. 회전 운동 에너지는 유도 발전기를 회전시키고, 이 발전기는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.
풍력 에너지 시스템의 장점
풍력 에너지는 무한하며, 무료이고 깨끗한 에너지원입니다.
운영 비용은 거의 없습니다.
풍력 발전 시스템은 원격 지역에서도 전력을 생성할 수 있습니다.
풍력 에너지 시스템의 단점
항상 일정한 양의 전기를 생산하지는 않습니다.
넓은 공간이 필요합니다.
소음을 발생합니다.
풍력 터빈 건설 비용이 높습니다.
낮은 전력 출력을 제공합니다.
비행하는 새들에게 위협이 됩니다.
수력 에너지 시스템
강이나 바다에서 얻은 전력은 수력이라고 합니다. 수력 발전소는 중력 효과를 기반으로 작동합니다. 여기서는 댐이나 저수지에 물을 저장합니다. 물을 흘려보내면, 이 물의 움직임이 펜스톡으로 흐르면서 운동 에너지를 생성하고, 이 운동 에너지는 터빈을 회전시킵니다.
수력 에너지 시스템의 장점
즉시 사용할 수 있습니다.
이 과정 후, 물은 관개 및 기타 용도로 사용할 수 있습니다.
댐은 오랜 기간 동안 설계되므로, 여러 해 동안 전기 에너지 생성에 기여할 수 있습니다.
운영 및 유지 보수 비용이 낮습니다.
연료 운송이 필요하지 않습니다.
수력 에너지 시스템의 단점
수력 발전소의 초기 비용이 높습니다.
수력 발전소는 산악 지역에 위치하며, 부하로부터 매우 멀리 떨어져 있어 긴 송전선이 필요합니다.
댐 건설은 마을과 도시를 범람시킬 수 있습니다.
날씨에 따라 영향을 받습니다.
석탄 에너지 시스템
열 발전소는 보일러에서 석탄을 태워 전기를 생산합니다. 열은 물을 증기로 변환하는 데 사용됩니다. 고압고온의 증기는 터빈으로 흘러들어가 발전기를 회전시켜 전기 에너지를 생성합니다.
증기가 터빈을 통과한 후, 냉각기에 의해 냉각되고 다시 보일러에서 증기 생성에 재사용됩니다. 열 발전소는 Rankine 사이클에 따라 작동합니다.
석탄 에너지 시스템의 장점
석탄은 저렴합니다.
재생 가능 발전소에 비해 초기 비용이 적습니다.
