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신·재생에너지 2편 - 재생에너지 4종(태양·태양광·바이오·수력에너지)

by K-SMARTFARM 2024. 3. 8.
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◈ 대체에너지 중 재생에너지 4종

신재생에너지 1편에 이어 2편으로 태양에너지, 태양광발전, 바이오에너지, 수력(소수력) 4종을 소개하고 3편에서 나머지 4개 지열에너지, 풍력에너지, 폐기물에너지, 해양에너지에 대해 설명드리며, 세부사항은 각 대체에너지 종류별 URL를 클릭해서 세부적인 내용을 확인 하시기 바랍니다.

재생에너지

 

1. 태양에너지(태양열에너지)

태양 에너지는 지구의 기후에 힘을 주고 생명을 지탱시켜 주는, 태양에서 오는 열과 빛 형태의 복사 에너지를 말합니다.

햇빛에서 열이나 전력을 얻는 에너지원으로 분류되며, 재생 가능한 에너지로 간주됩니다.

 

태양 에너지는 다양한 방식으로 활용됩니다.

1) 태양열 발전 (Solar Thermal Power Generation)

  ○ 태양열을 직접 수집하여 열 에너지를 생성하는 방식입니다.

  ○ 태양열을 이용하여 물을 가열하고, 이를 증기로 변환하여 발전기를 작동시킵니다.

  ○ 주로 대규모 발전소에서 사용됩니다.

2) 태양광 발전 (Photovoltaic Solar Power Generation)

  ○ 태양전지를 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환하는 방식입니다.

  ○ 태양전지 패널은 태양광을 받아 전기를 생성합니다.

  ○ 주로 지붕이나 태양광 발전소에서 사용됩니다.

3) 태양열 (Solar Heating): 태양열을 이용하여 물을 가열하거나 난방을 하는 방식입니다. 태양열 수집기를 이용하여 온수를 제공하거나 난방을 지원합니다.

태양 에너지는 환경 친화적이며 지속 가능한 에너지 소스로, 태양으로부터의 에너지는 지구에서 99.9%의 재생 가능한 에너지를 차지합니다. 태양 에너지 기술은 미래의 친환경적인 에너지 공급에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

▶ 태양에너지(태양열에너지) 세부내용: https://www.knrec.or.kr/biz/korea/intro/kor_heat.do

 

2. 태양광발전

태양광 발전은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법입니다. 이는 태양전지를 이용하여 태양빛을 직접 전기에너지로 변환하는 원리로 작동합니다. 태양광 발전의 주요 특징과 원리는 다음과 같습니다.

 

1) 태양전지 (Solar Cells):

  ○ 태양광 발전은 여러 개의 태양전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용합니다.

  ○ 태양전지는 광전효과를 이용하여 태양빛을 받아 전기를 생성합니다.

  ○ 태양광 발전소에서는 이러한 태양광 패널을 설치하여 태양 에너지를 전기로 변환합니다.

2) 광전효과 (Photovoltaic Effect)

  ○ 태양전지는 광전효과를 기반으로 작동합니다.

  ○ 태양빛이 태양전지에 흡수되면, 전자와 양공이 생성됩니다.

  ○ 반도체 소재를 통해 생성된 전자와 양공은 전기로 이동할 수 있도록 길을 만들어 줍니다.

3) 태양광 발전의 장점

  ○ 재생 가능한 에너지: 태양 에너지는 무한한 자원으로 지속 가능한 에너지 소스입니다.

  ○ 친환경성: 태양광 발전은 환경 오염을 최소화하고 온실 가스를 배출하지 않습니다.

  ○ 지역적 활용: 태양광 발전소는 지역적 특성에 맞게 설치될 수 있습니다.

4) 태양광 발전의 단점

  ○ 초기 투자 비용: 태양광 패널 설치 비용이 높습니다.

  ○ 일조량에 의존: 태양광 발전은 일조량에 영향을 받습니다.

  ○ 태양광 발전은 친환경적이고 지속 가능한 에너지 소스로, 미래의 대체 에너지원으로 각광받고 있습니다.

▶ 태양광 발전 세부내용https://www.knrec.or.kr/biz/korea/intro/kor_solar.do

태양열에너지 태양광발전

3. 바이오에너지

바이오에너지는 바이오매스를 연료로 하여 얻어지는 에너지로, 생물자원의 물질로 사용 가능하도록 만들어진 대체에너지입니다. 바이오매스는 햇빛을 화학 에너지의 형태로 저장한 유기물로, 나무, 나무찌꺼기, 짚, 거름, 사탕수수 등과 같은 농업 부산물을 연료로 사용합니다. 바이오에너지는 다양한 형태로 활용됩니다.

1) 바이오매스 연료 (Biofuels)

  ○ 바이오매스를 연료로 사용하여 생산되는 바이오연료입니다.

  ○ 예시: 생물성 기름, 바이오디젤, 에탄올 등.

2) 바이오가스 (Biogas)

  ○ 유기물 분해 과정에서 생성되는 메탄 가스를 활용하여 발전하거나 난방에 사용합니다.

  ○ 주로 폐기물 처리 시설이나 가축 농장에서 생산됩니다.

3) 바이오매스 연소 (Biomass Combustion)

  ○ 바이오매스를 연소하여 열 에너지를 생산하는 방식입니다.

  ○ 나무, 잔디, 작물 잔해 등을 연료로 사용합니다.

 

바이오에너지는 친환경적이고 지속 가능한 에너지 소스로, 자연환경을 보호하면서 에너지를 만들어낼 수 있습니다. 소수력은 작은 규모의 수력 발전을 의미합니다. 이는 높은 곳의 하천이나 저수지에서 물을 떨어뜨려 수차를 돌리고, 그 수차와 연결된 발전기로 전력을 생산하는 방식입니다.

▶ 바이오에너지 세부내용: https://www.knrec.or.kr/biz/korea/intro/kor_bio.do

바이오에너지

4. 수력 에너지(소수력에너지)

소수력은 이름처럼 3,000킬로와트 (kW) 미만의 작은 규모로 운영되며, 하천, 폭포 등 자연물을 이용해 환경 훼손이 적다는 게 가장 큰 장점입니다. 또한 에너지 밀도가 높아 개발 가치가 큽니다.

 

국내에는 하천, 저수지, 하수처리장 등에서 총 142곳의 소수력 발전소가 운영되고 있으며, 연간 평균 발전 용량은 약 4,838메가와트 (MW)로 상당히 높은 편입니다. 소수력 발전은 발전 방식에 따라 수로식, 댐식, 터널식으로 구분됩니다.

어떤 방식을 택하든 물의 낙차로 수차를 돌려 전기를 얻는 원리는 동일합니다.

소수력은 친환경적이며, 일조량에 영향을 받지 않아 날씨와 관계없이 지속적으로 발전할 수 있습니다. 다만 주민 수용성과 입지 조건을 꼼꼼히 고려해야 합니다.

 

현재 국내에서 소수력으로 생산되는 연간 전력량은 약 2억kW에 달하며, 초소수력과 초초소수력 발전도 있습니다. 이러한 작은 규모의 발전 방식은 친환경성과 경제성을 갖고 있습니다 풍력 에너지는 바람의 운동 에너지를 이용하여 전기를 생산하는 방식입니다.

▶ 소수력에너지 세부내용: https://www.knrec.or.kr/biz/korea/intro/kor_water.do

친환경 수력에너지