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에너지

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연료전지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이다. 연료전지의 발전원리를 살펴보면 연료전지 기본 셀에서 전기를 발생시키기 위해 연료인 수소가스를 연료극쪽으로 공급하면 수소는 수소이온과 전자로 분리되며, 공기극에서는 공급된 산소와 전해질을 통해 이동한 수소이온과 외부 도선을 통해 이동한 전자가 결합하여 물을 생성시키는 산소환원 반응이 일어나는데 이때 전자의 외부 흐름이 전류를 형성하여 전기를 발생시키게 됩니다. 연료전지의 발전시스템은 화석연료로부터 수소를 발생시키는 장치인 개질기(Reformer)와 원하는 전기출력을 얻기 위해 단위전지를 수십장, 수백장 직렬로 쌓아 올린 본체인 스택(Stack), 연료전지에서 나오는 직류전기를 교류로 변환시키는 장치인..
수열에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 수열에너지는 해수 표층의 열을 히트펌프를 이용하여 냉난방에 활용하는 기술로 주로 건물 냉난방, 농가, 급탕열원, 지역냉난방, 공장, 온실, 수산양식장, 제설작업 등의 열원으로 이용이 가능합니다. 수열에너지는 열 회수 장치인 ‘히트펌프’를 통해 냉방을 할 때는 건물의 열을 물을 통해 밖으로 내보내고 난방을 할 때는 물에서 열을 얻어 건물 안으로 공급하는 원리로 운영됩니다. 즉 겨울에는 대기보다 온도가 높고 여름에는 낮은 물의 온도차를 이용한 기술로 수열 에너지를 활용하면 기존 냉난방 시스템에 비해 약 20~50%의 에너지를 절약할 수가 있습니다. □ 특징 수열에너지는 자연 상태로 존재하는 에너지원으로 온도의 계절 간, 일간 변동이 적고 어는점이 일반 물보다 낮은 –1.9℃ 이기 때문에 저온까지 열 이용이 ..
해양에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 해양에너지는 지구 표면의 70% 이상을 차지하고 있는 해양의 조수·파도·해류·온도차 등을 변환시켜 전기 또는 열을 생산하는 기술로써 현재 에너지를 생산하는 방식은 대표적으로 조력·파력·조류·온도차 발전 등이 있습니다. 조력발전은 조수간만의 차를 동력원으로 해수면의 상승하강운동을 이용하여 전기를 생산하는 기술로 일정 중량의 부체가 받는 부력을 이용하는 부체식, 조위의 상승하강에 따라 밀실에 공기를 압축시키는 압축공기식, 그리고 방조제를 축조하여 해수저수지 즉, 조지를 조성하여 발전하는 조지식으로 나눌 수 있으며 현재 실용화된 발전방식은 조지식 발전이 일반적이라고 할 수 있습니다. 또한 평균 조차가 3m이상이고 해저의 지반이 강고하며 에너지 수요처와 근거리에 입지가 가능합니다. 두 번째로 파력발전은 파도의 ..
폐기물에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 폐기물에너지는 폐기물을 변환시켜 연료 및 에너지를 생산하는 기술로 사업장 또는 가정에서 발생되는 가연성 폐기물 중 에너지 함량이 높은 폐기물을 다양한 가공처리 방법*을 통해 고체 연료, 액체 연료, 가스 연료, 폐열 등을 생산하고, 이를 산업 생산 활동에 필요한 에너지로 이용될 수 있도록 하는 것을 말합니다. * 열분해에 의한 오일화, 성형고체 연료의 제조기술, 가스화에 의한 가연성 가스 제조기술 및 소각에 의한 열회수 기술 등 폐기물에너지의 종류에 대해 살펴보면 고형연료제품(SRF, Solid Refuse Feul)은 생활폐기물, 폐타이어, 폐고무류, 폐합성수지 등과 같은 발열량이 높은 가연성 폐기물을 파쇄, 건조, 본쇄, 입도, 선별, 성형 등의 공정을 거쳐 제조된 고체연료로 주로 전력 생산 및 보일..
바이오에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 바이오에너지는 유기성 생물체를 총칭하는 바이오매스(Biomass)를 직접 또는 생화학적, 물리적 변환 과정을 통해 액체, 가스, 고체연료나 전기, 열에너지 형태로 이용하는 화학, 생물, 연소공학 등의 기술을 말합니다. 주요 바이오매스 자원으로는 버드나무, 아카시아 같은 나무들과 사탕수수, 고구마, 옥수수 등의 초본식물, 그리고 수생식물, 해조류, 조류, 광합성세균 등이 있으며 음식물쓰레기, 축산폐기물과 같은 유기성 폐기물들도 자원으로 사용하여 연료화가 가능합니다. 이러한 바이오매스를 에너지로 전환하는 기술로는 바이오매스를 직접 연소시켜 열을 직접 얻는 방식인 직접연소법이 있는데 변환 기술이 가장 쉬워 널리 이용되고 있는 기술이기도 합니다. 이외에도 열분해, 고압액화, 가스화, 저온가스화, 간접액화 등을 ..
수소에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 수소에너지는 물, 유기물, 화석연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 연소시켜 얻어내는 에너지입니다. 물의 전기분해로 쉽게 제조할 수 있으며, 가스나 액체로 수송할 수 있고, 고압가스, 액체수소, 금속수소화물 등의 다양한 형태로 저장이 가능합니다. 수소에너지 기술은 크게 수소의 제조, 저장 및 운반, 이용으로 나눌 수 있는데 수소에너지 제조 기술은 수소제조의 원료인 물, 화석연료, 바이오매스 등으로부터 수소를 생산하는 기술입니다. 현재는 석유, 천연가스, 석탄 등과 같은 화석연료로부터 수소를 생산하는 방법이 주로 활용되고 있으나 광화학 분해, 광전기화학 분해, 수증기 분해, 열화학 분해 등을 통해 수소에너지를 생산할 수 있는 기술을 연구 중에 있습니다. 수소에너지 저장기술로는 고압 수소저장기술, 액체수..
풍력에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 풍력에너지는 바람이 가지는 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 전력을 생산하는 시스템으로 생산된 전력은 가정용, 공업용 등으로 자체 소모하거나 한국전력에 역전송하여 전기를 판매할 수 있습니다. 특히 우리나라는 바람이 많이 부는 산이나 해안선이 긴 바다가 있어 풍력발전시스템 설치 시 많은 전기를 생산할 수 있습니다. 풍력발전기의 구조를 살펴보면 크게 주요부품들로 구성된 기계시스템, 전기시스템, 그리고 풍력발전기를 제어하는 제어시스템으로 구성되어 있습니다. 기계장치부는 바람으로부터 회전력을 생산하는 회전날개(Blade)와 회전축을 포함한 회전자(Rotor), 이를 적정 속도로 변환하는 증속기(Gearbox)와 제동 및 운용 효율성 향상을 위한 제어장치들로 이루어져 있습니다. 전기장치부는 발전기 및 기타 안정된..
태양열에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 태양열에너지는 태양으로부터 방사되어 지구상에 도달하는 열을 이용하는 에너지로 태양열의 흡수, 저장, 열변환 등을 통하여 건물의 냉난방 및 급탕 등에 활용하는 기술을 말합니다. 태양열에너지 시스템은 집열부, 축열부, 이용부, 제어장치로 구성되어 있으며, 집열부는 태양으로부터 에너지를 모아 열로 변환하는 장치로 태양열에너지 시스템의 핵심적인 부분이기도 합니다. 축열부는 모아진 열을 저장했다가 필요할 경우 다시 사용하기 위한 저장 탱크 역할을 하며 이용부는 태양열을 효과적으로 공급하고 사용량이 부족할 시 보조열원에 의해 공급되는 장치입니다. 마지막 제어장치는 위 과정들을 효과적으로 공급할 수 있는 조정장치입니다. 태양열에너지 시스템은 다른 신재생에너지 설비에 비해 설치가 간단하고 저가에 공급되어 현재 보급률이..
태양광에너지의 개념과 특징, 그리고 국내외 현황 □ 개념 태양광에너지는 태양의 빛을 광전효과(물체에 일정한 진동수 이상의 파장이 짧은 전자기파를 쪼이면 그물질에서 전자가 방출되는 현상)를 통해 전기에너지로 바꿔주는 태양전지를 이용한 에너지입니다. 태양광 발전 시스템은 지붕에 설치한 태양전지와 옥내 저장용 축전지, 전력조절기 및 직교류 변환장치(인버터) 등의 주변장치로 구성되며 일정한 전력을 공급하기 위해 태양 전지 모듈을 직·병렬로 연결한 태양 전지 어레이(array)가 필요합니다. 태양광발전 시스템 중 가장 핵심이 되는 부품은 태양전지로 p형 반도체와 n형 반도체의 접합으로 구성된 태양전지에 태양광이 비치면 전자와 정공은 P-N접합부에 존재하는 전기장의 영향으로 서로 반대방향으로 흘러감으로써 도선으로 연결된 외부 회로에 전기가 발생하게 됩니다. 태양..