발전소란? - 종류, 유형

발전소란?

발전소는 1차 에너지로부터 전기를 생산하는 산업 시설입니다. 대부분의 발전소는 사회의 전기 수요에 따라 전력망에 전력을 공급하기 위해 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 하나 이상의 발전기를 사용합니다. 예외는 이 전기를 생성하기 위해 태양광 발전소(터빈 대신)를 사용하는 태양광 발전소입니다.

발전소에 1차 에너지를 제공하는 1차 연료 또는 1차 에너지 흐름의 유형은 다양합니다. 가장 일반적인 연료는 석탄, 천연 가스 및 우라늄(원자력)입니다. 발전을 위해 실질적으로 사용되는 1차 에너지 흐름은 수력 발전(물)입니다. 전기를 생성하는 데 사용되는 다른 흐름에는 풍력, 태양열, 지열 및 조수가 포함됩니다.

다른 국가는 다른 유형의 발전소에서 전기를 얻습니다. 예를 들어, 캐나다에서 대부분의 전기 생산은 캐나다에서 생산되는 총 전기의 약 60%를 차지하는 수력 발전소에서 나옵니다. 전 세계 국가에서 전기를 얻는 방법을 알아보려면 아래 데이터 시각화를 참조하십시오.

 

발전소의 종류

1. 원자력 발전소
원자력 발전소는 핵분열 반응과 우라늄을 연료로 사용하여 많은 양의 전기를 생산합니다.
원자력 발전소는 저탄소 에너지원으로 간주되기 때문에 이 기술은 보다 환경 친화적인 옵션으로 널리 인식되고 있습니다.
태양광이나 풍력과 같은 재생 에너지원과 비교할 때 원자력 발전소의 발전도 더 신뢰할 수 있는 것으로 간주됩니다.
원자력 발전소를 가동하는 데 필요한 투자는 상당하지만 운영 비용은 상대적으로 낮습니다.
원자력 에너지원은 또한 화석 연료보다 밀도가 높고 많은 양의 에너지를 방출합니다.
이 때문에 원자력 발전소는 적은 양의 연료를 필요로 하지만 엄청난 양의 전력을 생산하기 때문에 일단 가동되면 특히 효율적입니다.

2. 수력발전소
수력 발전은 흐르는 물의 중력을 이용하여 생산됩니다.
화석 연료로 구동되는 에너지 발전소에 비해 수력 발전소는 온실 가스를 적게 배출합니다. 그러나 수력 발전소와 댐 건설에는 막대한 투자가 필요합니다.
국제수력발전협회(International Hydropower Association)의 2017 수력발전 현황 보고서(Hydropower Status Report)에 따르면, 2016년에 약 31.5GW(기가와트)의 수력 발전 용량이 가동되어 전 세계 누적 설치 용량은 1,246GW에 이르렀습니다.
중국만 해도 전 세계 수력 발전 용량의 거의 1/3을 차지했으며 2016년에 약 11.74GW의 새로운 용량을 추가했습니다.

3. 석탄화력발전소
세계석탄협회(World Coal Association)에 따르면 2018년 석탄 화력 발전소는 전 세계 전력의 약 37%를 차지했으며 중국은 세계 최대 규모의 설비를 보유하고 있습니다.
석탄 화력 발전소는 증기 석탄을 소스로 사용하여 전기를 생성하고 결과적으로 상당한 수의 유해 가스를 대기로 방출합니다.
온실 가스 배출을 줄이기 위해 많은 선진국에서 이미 석탄 화력 발전소의 단계적 폐지 계획을 발표했습니다.
캐나다는 2030년까지 석탄 발전소를 단계적으로 폐지할 계획이며, 영국은 2025년 마감 시한을 설정하고 독일은 2038년까지 전력망에서 이 기술을 제거하는 것을 목표로 하고 있습니다. 다른 많은 유럽 국가들도 곧 이를 따를 것으로 예상됩니다.

4. 디젤 화력 발전소
디젤을 연료로 사용하는 이 유형의 발전소는 소규모 전력 생산에 사용됩니다.
대체 전원을 쉽게 구할 수 없는 장소에 설치되며 정전이 발생할 때마다 무정전 전원 공급을 위한 백업으로 주로 사용됩니다.
디젤 발전소는 설치 면적이 협소하여 석탄 화력 발전소에 비해 열효율이 높습니다.
높은 유지 보수 비용과 디젤 가격으로 인해 발전소는 증기 및 수력과 같은 다른 유형의 발전소와 같은 속도로 인기를 얻지 못했습니다.

5. 지열발전소
지열 발전소의 세 가지 주요 유형은 건식 증기 발전소, 플래시 증기 발전소 및 2진법 발전소가 있으며 모두 증기 터빈을 사용하여 전기를 생산합니다.
지열 에너지의 설치 용량은 2010년 10GW에 불과했던 것에서 2019년 거의 14GW로 지난 10년 동안 전 세계적으로 점진적으로 증가했습니다.
지열 발전소는 석탄 화력 발전소에 비해 환경 친화적이며 유해 가스 배출량이 적습니다.

 

 

6. 가스화력발전소
가스 화력 발전소는 전 세계적으로 빠르게 성장하는 에너지원인 천연 가스를 연소하여 전기를 생성합니다.
우려 과학자 연합(Union of Concerned Scientists)의 연구에 따르면 천연 가스는 화석 연료이지만 연소로 인해 발생하는 배출량은 석탄이나 석유에서 발생하는 배출량보다 훨씬 적습니다.
국제 에너지 기구(IEA)의 데이터에 따르면 2019년에 가스 화력 발전이 3% 증가하여 전 세계 발전 비율이 23%로 증가했습니다.
가스를 사용하는 또 다른 유형의 발전소는 복합 발전소입니다. 가스 터빈과 증기 터빈을 모두 사용하여 기존 발전소에 비해 단일 연료 소스에서 더 많은 양의 전기를 생산합니다.
그들은 전력 생산을 증가시키기 위해 가스터빈에서 열을 포착하고 대기 중으로 소량의 유해 가스를 방출하는 것으로 밝혀졌습니다.

7. 태양광 발전소
태양 에너지 발전소는 가장 깨끗하고 가장 풍부한 재생 가능 에너지 원 중 하나를 사용하여 태양 에너지를 열 또는 전기 에너지로 변환합니다.
일반적으로 높은 유지 관리가 필요하지 않으며 약 20~25년 동안 지속됩니다.
국제 재생 에너지 기구(IRENA)에 따르면 전 세계 태양광 발전 용량은 2018년에서 2050년 사이에 매년 9%씩 증가할 것이며 이 기간 동안 480GW에서 8,000GW 이상으로 성장할 것입니다.
그러나 태양광 발전소의 자금조달과 관련된 초기 비용이 높고 설치에 많은 공간이 필요합니다.
또 다른 유사한 기술은 태양열입니다. 태양 광선을 매우 작은 영역에 집중시켜 상당한 양의 열을 생성한 다음 전기를 생성하는 터빈에 동력을 공급하기 위해 증기를 생성하기 위해 그에 따라 배치된 거대한 거울 시스템입니다.

8. 풍력 발전소
최근 몇 년 동안 기술 발전에 힘입어 전 세계적으로 풍력 발전 단지의 수가 급격히 증가했습니다.
IRENA에 따르면 육상 및 해상에 설치된 전 세계 풍력 발전 용량은 지난 20년 동안 거의 75배 증가했으며 1997년 7.5GW에서 2018년 564GW로 급증했습니다.
풍력 터빈이 건설된 후 풍력 발전소의 유지 관리와 관련된 운영 비용이 낮고 일반적으로 상대적으로 비용 효율적인 것으로 간주됩니다.
풍력 발전소는 경작 활동을 방해하지 않고 농경지에도 건설할 수 있습니다.
그러나 일부는 자주 점검해야 하고 풍력 프로젝트에는 일반적으로 막대한 자본 지출이 필요하기 때문에 풍력 터빈의 유지 관리는 다를 수 있습니다.

9. 조력발전소
조력 에너지는 조석 에너지를 전력으로 변환하여 생성되며, 그 생산은 풍력 에너지 및 태양광 발전에 비해 예측 가능성이 더 높은 것으로 간주됩니다.
그러나 조력발전은 1966년 세계 최초의 대규모 발전소가 가동되었음에도 불구하고 여전히 널리 사용되지 않습니다.
재생 가능 자원에서 전력을 생성하는 데 중점을 두면서 조력 에너지를 활용하는 새로운 방법의 개발을 가속화할 것으로 예상됩니다.
조력 발전은 초기 단계에 있지만 향후 몇 년 동안 크게 성장할 잠재력이 있습니다.