[전기 이론] 발전이란 ?

 발전은 영어로 generation, 한자로 필 발(發), 번개 전(電)을 사용하여 전기를 일으킨다는 뜻을 가지고 있다. 그러면 발전기는 기계적 에너지, 힘, 열, 태양광 등의 역학적인 에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치를 의미하게 되며 더 나아가 발전소는 전기를 일으키는 시설물을 갖춘 곳을 의미하게 된다.

 

 발전소는 크게 화력 발전소, 원자력 발전소, 수력 발전소, 태양광 발전소, 태양열 발전소이 있다.

종류	특징
화력 발전소	가스, 석탄 등의 연료를 연소하여 증기를 발생시키고 그 증기를 이용하여 터빈을 돌려 그 운동에너지를 전기에너지로 바꾼다.
원자력 발전소	중성자가 우라늄과 같이 무거운 원자와 충돌하여 원자핵이 분열하면 2~3개의 중성자가 방출되는데 이 방출된 중성자들이 다른 원자와 충돌하며 이러한 과정이 반복되어 연쇄 반응이 발생한다. 여기에서 발생하는 막대한 열에너지를 이용하여 냉각수를 수증기로 바꿔 그 수증기가 터빈을 돌려 운동에너지를 전기에너지로 바꾼다.
수력 발전소	강물, 호수 등의 물을 가두었다가 방류하면서 물의 낙차를 활용하여 터빈을 돌려 운동에너지를 전기에너지로 바꾼다. 그 외로 조수 간만의 차를 활용하여 터빈을 돌리는 조력 발전소도 있다.
태양광 발전소	빛을 받았을 때 전기가 만들어지는 태양 전지를 이용하여 전기에너지를 만든다. 태양 전지는 반도체 p-n 접합이나 금속의 접합면에 광자 에너지를 흡수하여 전위차를 발생시키는 원리를 이용한다.
태양열 발전소	태양으로 발생되는 열에너지를 한 곳으로 집중하여 이를 통해 물을 데워 터빈을 돌려 운동에너지를 전기에너지로 바꾼다.

발전소 설비 용량 / 출처 : 이투데이

 현재 우리나라는 화력 발전소가 주를 이루며 그 다음이 원자력, 신재생 에너지 순이다. 석탄 화력 발전소가 가장 기본적이지만 이산화탄소를 많이 배출하기 때문에 환경 오염의 우려가 있으며 원자력의 경우에는 환경 오염 거의 없지만 다루기 매우 위험하다. 그렇기 때문에 가스를 이용하거나 신재생 에너지를 이용하는 발전소를 지속적으로 늘릴 계획에 있다.

 

가스 터빈 / 출처 : 한국건설신문

발전기의 원리 / 출처 : 서영대학교

 화력, 원자력, 풍력, 수력 등은 터빈을 회전시키는 원인이 되는 것이고 이 원인이 되는 것에 의해 발전소의 명칭이 정해지는 것이다.

 다양한 원료들을 통하여 터빈이 회전력을 얻게 되고 여기에 코일을 연결하여 코일을 회전시키면 고정되어 있는 자석에 의해 코일 내부에 유도 전류가 흐르게 되고 이를 통해 우리는 전기를 생산해내는 것이다. 이는 앞서 언급했던 패러데이의 전자기 유도 법칙을 활용한 것 이기도 하며 플레밍의 오른손 법칙을 활용한 것이다.

 

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