발전소

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발전소(發電所)는 자연상에 존재하는 다양한 에너지원을 이용하여 전기에너지로 바꾸는 설비를 갖춘 곳이다. [1] 발전소는 이용하는 에너지원과 발전 방법에 따라 화력 발전소, 원자력 발전소, 태양광 발전소, 수력 발전소, 지열 발전소, 조력 발전소, 자류 발전소 등으로 나뉜다.

역사[편집]

역사상 최초의 발전소는 1878년 지그문드 스추커트(Sigmund Schuckert)가 바바리안(Bavarian)의 마을 에탈(Ettal)에 디자인하고 세웠다. 이 발전소는 스팀 엔진을 이용한 24개의 발전기로 구성되어 있었다.[2]

분류[편집]

화력 발전소[편집]

발전소에서 사용되는 증기 터빈

화력발전소는 연료를 연소하여 발생하는 열 에너지를 이용하여 발전기에 연결된 터빈을 구동시키고 이를 이용하여 전기를 생산하는 발전소이다. 작동 방식에 따라 다음과 같이 구분된다.[3]

  • 기력발전소 : 연료를 연소하여 발생한 열로 고온 고압의 수증기를 만들어 증기 터빈을 돌려 발전하는 방식의 발전소이다.
  • 내연력발전소 : 디젤 엔진과 같은 내연 기관을 이용하여 발전기를 구동하는 소규모 발전소이다.
  • 가스 터빈 발전소: 고압의 공기 및 연료를 연소하여 발생하는 가스로 터빈을 돌려 발전하는 방식의 발전소이다.

화력발전소는 사용 연료에 따라 석탄 화력발전소, 중유 화력발전소, 석탄-중유 혼합연소 화력발전소, LNG화력발전소,LPG화력발전소와 같이 구분되기도 한다.

원자력 발전소[편집]

영국 핵발전소의 냉각탑

원자력 발전소는 우라늄과 같은 방사성 동위원소핵분열 과정에서 나오는 열 에너지를 이용하여 고온 고압의 수증기를 만들고 이를 이용하여 증기 터빈을 구동시켜 발전한다. 사용된 수증기는 냉각탑을 거쳐 냉각되어 재사용된다.[4]

원자력 발전소는 1995년 현재 전 세계에서 500개소 이상이 가동 중이며 가장 많은 양의 전기를 생산하는 발전소이다. 프랑스의 경우 전체 전기의 70% 이상을 핵발전소에 의존하고 있다. 그러나 스리마일 섬 원자력 발전소 사고체르노빌 원자력 발전소 사고 같은 대형 핵발전소 사고이후 부작용에 대한 반대여론이 확산되고 있다.[5]

수력 발전소[편집]

스리 조지 댐, 세계에서 가장 큰 수력발전소

수력발전소는 과 같은 설비를 통해 물을 가두고, 이 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 때 발생하는 에너지로 발전기에 연결된 수차를 돌려 발전하는 발전소이다.[4]

전력 수요가 적을 때는 상부 저수지로 물을 올려보내고, 전력이 필요할 때 발전할 수 있는 형태의 수력발전소는 양수 발전소라 한다.

태양광 발전소[편집]

햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생시키는 태양 전지를 이용하여 전기를 생산해내는 발전소를 말한다.

풍력 발전소[편집]

바람의 운동에너지로 터빈을 돌려 전기에너지를 생산하는 것으로써, 대표적으로 수직축과 수평축발전이 있다. 수직축발전기는 발전기 위에 블레이드가 있는 형상으로 바람의 방향에 상관없이 발전이 가능하나, 하중이 많아 수리가 어렵고 대용량화가 어렵다. 수평축은 바람방향을 기준으로 블레이드 앞이나 뒤에 발전기가 있는 형태로써, 현재 가장 많이 보급되고 있는 발전기 이다. 일반적으로, 수평축 발전기의 운전은 4m/s~24m/s에서 운전이 가능하며, 12~15m/s에서 최대 출력이 가능하다. 풍력에너지는 공기의 밀도에 비례하고 풍속의 세제곱에 비례하므로 풍속이 높은 곳에서 경제성확보가 가능하며, 수명은 약 20년으로 기대하고 있다.

지열 발전소[편집]

마그마의 대류에 의해 지구 표면으로 올라오는 지열을 이용한 발전소로 10-23%의 효율을 보인다. 24개 국가가 사용중이다.

주석[편집]

  1. British Electricity International (1991). Modern Power Station Practice: incorporating modern power system practice (3rd Edition (12 volume set) ed.). Pergamon. ISBN 0-08-040510-X.
  2. David Gugerli (1996). 《Redeströme: Zur Elektrifizierung der Schweiz 1880-1914》. Chronos Verlag
  3. 전기기능연구회 편, 전기기능사, 기문사, 2007, 3-23
  4. 원자력 발전의 원리, 한국수력원자력(주)
  5. George B. Johnson, 전병학 역, 생명과학, 동화기술, 2007, 419