신재생에너지의 발전 효율 비교, 가장 발전 손실이 적은 에너지는?

신재생에너지의 발전 효율 비교, 가장 발전 손실이 적은 에너지는?

 

 

 신재생에너지의 발전 효율 비교, 가장 발전 손실이 적은 에너지는?

 

신 재생 에너지인 태양광과 풍력, 수력 등은 

고갈될 염려가 없는 자연 에너지입니다. 

그러나 이러한 에너지는 발전 효율을 높여 낭비가 없도록 해야 

효율적으로도 경제적으로도 유익한 발전 방법으로

각광 받을 수 있습니다.

이번에는 각각의 발전 효율에 대해 

신 재생 에너지의 발전 효율과 

전력 손실을 비교하면서 발전 효율이 떨어져 버리는 이유에 대해 소개합니다.

 

신재생에너지의 발전 효율 비교, 가장 발전 손실이 적은 에너지는?

가장 발전 효율이 높은 재생 에너지는?

재생 가능 에너지의 발전 효율은 발전 방법에 따라 달라집니다.

일반적인 재생 에너지의 발전 효율을 살펴 봅시다.

태양광 발전

태양광 발전은 모듈 표면에 닿은 태양광이 가지는 

빛 에너지를 태양광 발전 시스템에서 

전기 에너지로 변환합니다. 

그 때 발전 효율은 일반적인 태양광 발전 시스템에서 약 20%를 

차지하고 있습니다.

인공위성에 사용되는 태양광 발전 시스템은 

발전 효율이 약 40 %까지 올라가지만, 

제작 비용이 높아지기 때문에 일반적인 시설로는 

경제적이 아니라 그다지 보급되지 않습니다.

풍력 발전

바람의 에너지 풍차를 돌려 발전기에서 

전기 에너지로 변환하는 풍력 발전은 

최대 약 60 %의 발전 효율이 있는 것으로 알려져있지만, 

더 이상 효율성은 이론적으로 불가능하다 알려집니다.

풍차가 도는 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전시에 

마찰 손실이 생기므로 실제 발전 효율이 떨어집니다. 

따라서 일반적인 풍력 발전 시스템의 발전 효율은 

최대 45 %, 평균적으로 약 20 ~ 40 %입니다.

신재생에너지의 발전 효율 비교, 가장 발전 손실이 적은 에너지는?

수력 발전

수력 발전은 물이 가지는 위치 에너지를 

이용하여 발전하고 있습니다. 

수로에 흐를 때의 마찰 손실이 작아 

대부분을 운동 에너지로 변환 할 수 있기 때문에 

발전 시스템에서 발생하는 손실을 더해도 

발전 효율은 약 80 % 정도입니다.

신 재생 에너지 중 가장 발전 효율이 높은 발전 방법입니다.

지열 발전

지열 발전은 지하의 마그마의 열로 

물이 수증기가 되어 에너지를 사용하여 

발전기를 움직이는 것으로 발전하고 있습니다. 

발전의 원리는 화력 발전이나 원자력 발전과 동일하지만, 

수증기의 온도가 화력이나 원자력보다 낮기 때문에 

발전 효율도 약 10 ~ 20 %로 그다지 높지 않습니다.

바이오 매스 발전

바이오 매스 발전은 동식물 등의 

유기 연료를 연소시킴으로써 

발전기를 돌려 발전하고 있습니다. 

연소 방법은 직접 점화 방식이나 

가스를 발생시켜 가스 터빈을 돌리는 방식 등이 있습니다만, 

지열 발전와 같이 온도가 낮기 때문에 발전 효율은 약 20 %입니다.

신재생에너지의 발전 효율 비교, 가장 발전 손실이 적은 에너지는?

 

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발전 효율이 100 %가 되지 않는 이유

에너지가 형태를 변환할 때 

다양한 종류의 에너지에 분산되어 있습니다. 

따라서 아무리 기술이 진보해도 

특정 에너지를 다른 에너지로 100 % 변환은 불가능합니다.

예를 들어, 

백열 전구와 LED 전구의 에너지 변환을 비교해 봅시다.

전기 에너지를 사용하여 빛 에너지로 변환하는 경우 

백열 전구는 표면을 손으로 만질 수 없을 만큼 뜨거워집니다.

 

그에 반해, LED 전구는 거기까지 뜨거워지지는 않습니다.

백열 전구의 표면이 뜨거워지는 것은, 

전기 에너지를 변환할 때 열 에너지로 

에너지를 손실하고 있기 때문입니다.

한편, LED 전구는 열에너지로 손실하는 분이 적기 때문에 

백열 전구정도로 뜨겁게 되지는 않습니다. 

불필요한 에너지 손실이 적기 때문에 발전 효율이 높고, 

와트가 작아도 백열등보다 밝은 빛을 얻을 수 있습니다.

태양광 발전의 발전 효율이 100 %가 되지 않는 이유

가까운 재생 에너지인 태양광 발전도 

빛 에너지에서 전기로 변환 할 때 

에너지 손실이 발생하고 있습니다.

태양광 에너지 손실의 이유 중 하나는 

태양광 발전 시스템 내부의 배선과 회로 등의 전기 저항입니다. 

백열전 구와 같이 전기 에너지가 열 에너지가 되어 

손실하는 발전 효율이 떨어진다는 것입니다.

또한 태양광 패널은 모든 빛을 

에너지로 흡수 할 수 있는 것은 아닙니다.

이유는 태양광은 자외선, 가시 광선, 적외선 등 

다양한 파장의 빛이 포함되어 있지만, 

그 중 태양광 패널에 흡수되지 않는 파장의 빛이 있기 때문입니다.

또한 태양광 패널에 반사되어 맞지 않는 분도 

로스하고 있으며, 

점차 에너지가 분산되는 것으로 발전 효율이 감소하고 마는 것입니다.

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것 입니다.]

 

출처 - https://rakuene-shop.jp/columns/2621/

 

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