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“솔이야, 괜찮니? 갑자기 왠 정전일까…?”
으악! 샤워하는데 갑자기 불이 꺼지고 따뜻한 물도 안 나와! 엄마는 가스 레인지도 안 켜진다며 저녁 준비도 못 하고 계셔. 대체 무슨 일이 일어난 걸까?
모두를 위한 지속가능한 에너지의 해
세계 인구는 계속 늘어나고 있다. 2011년 10월 31일, 인도 북동부 우타르프라데시아 주에서는 70억 번째 아기가 태어났다. 통계청에서 발표한 자료에 따르면 우리나라도 2030년까지 계속 인구가 증가한다.
사람이 살아가는 데 필요한 ‘의식주’ 물품을 만들기 위해서는 에너지가 필요하다. 특히 기계를 움직이거나, 요리를 하고, 추운 곳을 따뜻하게 하는데 필요한 전기나 화석 연료는 아주 중요하고도 기본적인 에너지 형태다. 그러나 인간이 오랫동안 이 에너지만을 쓸 수는 없다. 인간이 사용하는 에너지의 대부분은 지하에 매장되어 있는 화석 연료를 이용하기 때문이다.
이 때문에 UN은 2012년을 ‘모두를 위한 지속 가능한 에너지의 해’로 지정했다. 우리나라에서도 전기나 화석 연료를 낭비하지 않으려고 대형 건물의 실내 온도나 네온사인 같은 조명 켜는 시간을 제한하고 있다.
에너지가 위험하다
불이 안 켜지니까 깜깜하고, 따뜻한 물이 안 나와서 할 수 없이 찬물로 얼굴만 간신히 씻고 나왔어. 겨울인데 난방도 안 돼서 추워. 에너지를 너무 많이 써서 이렇다는데 대체 얼마나 많이 썼길래 이런 고생을 해야 하는 거야?
난방과 조리에 사용하는 도시 가스는 화석 연료의 일종인 천연 가스로 만드는데, 2002년 이후 이용량이 더 늘어났다. 겨울철 평균 기온이 떨어져 주택용, 난방용 가스를 많이 사용했기 때문이다. 천연 가스는 발전에도 사용한다. 발전용 천연 가스는 2009년보다 2010년에 45.1%나 더 썼다. 전기를 어마어마하게 더 쓰고 있다는 증거다.
전기는 가정용 냉난방기를 집집마다 설치하면서 사용량이 점점 늘어났다. 최근에는 에어컨을 사용하는 여름 뿐만 아니라 겨울에도 난방에 전기를 이용하면서 전기 사용량이 점점 더 늘고 있다. 올해 2월 2일 오전 11시에는 최대전력수요가 7383만kWh로 2011년 8월 31일에 나타났던 7219만kWh보다 많은 양이 필요했다. 지금까지 최대전력수요는 에어컨을 많이 켜는 여름철에 주로 나타났다. 그러나 2월 2일에 나타난 최대전력수요는 겨울철에도 많이 전기를 사용한다는 것을 보여 준다.
빛은 전기로 만든다
비상 전력으로 TV를 틀어보니 갑자기 전기와 가스 수요가 너무 늘어나서 정전이 일어 났다는 뉴스가 나와. 대체 에너지를 찾지 못하면 지구는 끝이라며 태양 에너지가 아주 중요한 수단이라고 해. 그런데 태양 에너지라면 흑점이 폭발하면서 나오는 거 아냐? 전파를 이상하게 만들어서 지구엔 별로 안 좋은 영향을 준다고 알고 있는데….
빛이 닿는 면적을 넓혀라!
태양 에너지는 아직은 화력이나 원자력 발전에 비해 많은 전기를 생산하지 못한다. 이 때문에 햇빛이 비추는 낮에 최대한 많은 에너지를 모아야 한다.
건물 꼭대기에 태양전지를 설치하는 것은 물론이고, 건물의 앞, 뒤, 양옆까지 햇빛이 닿는 부분에는 모두 태양빛을 닿도록 하는 것이 좋다.
연료감응형 태양전지는 이런 용도에 알맞은 태양전지다. 태양광을 잘 흡수하도록 고안한 염료를 얇은 유리막 사이에 발라 마치 식물의 잎이 광합성을 하는 것처럼 전기를 생산한다. 투명하기 때문에 유리창에도 사용할 수 있다.
그러나 기존의 실리콘 태양전지에 비해 전기를 만들어 내는 양이 매우 적기 때문에 일상에서 쓰기 위해서 연구를 계속 하고 있다.
햇빛을 찾아 어디든 간다
태양광 발전은 햇빛이 강한 곳이라면 어디든 가리지 않고 가능하다. 적도 부근이나 사막 지역은 비가 적게 오고 햇빛이 강하기에 태양광 발전소를 설치하기 좋다. 2011년 8월 경남 합천에 있는 합천호에는 특별한 태양광 발전소가 세워졌다. 세계 최초로 호수 위에 태양광 발전
시설을 띄운 것. 태양광 발전을 하기 위해 산림을 훼손시키지 않고 넓은 호수에 띄운 것이다.
뿐만 아니다. 지난 1월 경남 함안에서는 자동차 부품 센터 지붕에 1만 9000㎡ 규모로 지붕형 태양광 시스템을 설치했다.
이 시스템에서는 연간 120만kWh 정도 전기를 생산하는데, 이것은 300여 가구가 1년간 사용할 수 있는 양이다. 이 발전소는 정부에서 주도하는 신재생에너지 의무할당제 정책의 일환으로 진행되었으며, 정부는 이 정책을 실행해 2016년까지 연간 태양광 발전량을 1577GWh까지 늘릴 예정이라고 한다.
잠깐! 거대한 태양 에너지
지구의 거의 모든 자연 현상은 태양으로부터 받은 에너지로 일어난다. 이 에너지를 계산해 보면 지구에서 들어오지 않고 곧장 반사되어 나가는 것을 제외하더라도 시간당 27만 *GWh에 달한다. 한 시간 동안 지구에 들어오는 태양 에너지는 우리나라에서 1년 동안 가정용으로 사용하는 전기의 5배에 달한다.
*GWh : 기가 단위 전력량. kWh의 천 배다.
열은 물을 데울 수 있다
태양광 에너지를 이용하면 이 어둠과 추위에서 벗어날 수 있다니 정말 다행이야. 하지만 햇빛만 가지고 에너지를 만드는 건 뭔가 조금 아쉬운 느낌이 들어. 듣기로는 태양열 에너지를 이용해 온수를 만들거나 난방을 쉽게 한다는데, 또 다른 용도로 사용할 수는 없을까?
"에너지를 이용할 때는 손실량을 줄이는 것이 중요해요. 태양열 에너지로 전기를 만들어 물을 데우는 것보다는 태양열 에너지로 물을 직접 데우는 것이 에너지 손실이 적겠지요?" 곽희열 (한국에너지기술연구원 책임연구원)
태양열 에너지를 이용해 바닷물을 담수로
태양열 에너지로 물을 데워 증기를 만드는 방법을 이용해 태양열 에너지로 바닷물을 담수로 만들 수 있다. 담수는 염분이 포함되지 않은 민물로, 생활 용수나 산업 용수로 많이 쓰지만 지하수나 강물로는 양이 부족해 한계가 있다. 한국에너지기술연구원의 곽희열 책임연구원은 태양열 집열기를 이용해 바닷물을 뜨겁게 데운 후, 바닷물을 담은 통의 기압을 조절해 끓는점을 낮춰 물을 빠르게 증발시키는 기술을 개발했다. 높은 산에서는 기압이 낮아 물이 저온에서 끓는 원리다.
이 기술을 이용하면 바다와 가까이에 있는 사막 지역에서도 물을 쉽게 만들어서 푸른 녹지를 만들어 낼 수 있다.
태양열 에너지로 냉방을 한다?
더운 물이 빨리 식는 이유는 무엇일까? 수증기가 증발하면서 물에 있던 열을 빼앗아 가기 때문이다. 거기에 기압이 낮을수록 낮은 온도에서 물이 끓을 수 있다는 사실을 더하면 가스와 태양열을 이용해 시원한 냉방을 할 수 있는 태양열 히트펌프 냉방기를 만들 수 있다.
본래 히트펌프는 집열기로 열을 모아 히트 펌프로 온수를 보내며 난방을 하고, 식어버린 온수를 다시 데우는 기계다. 그러나 이 기계를 반대로 작동시키면 본래 열을 모았던 집열기에서 거꾸로 열을 방출하는 방열기가 되어 냉방을 할 수 있다.
“솔이야~! 욕실에서 자면 어떡하니? 얼른 나와!”
어라? 방금 전까지 더운 물도 안 나오고, 불도 안 들어왔었는데? 설마 이게 다 꿈? 태양 에너지를 이용하는 게 신기하다고 감탄하고 있었는
데…. 따뜻한 물로 샤워를 마무리하고 나오면서 문득 우리 집은 언제 태양 에너지만을 이용해 살 수 있을지 생각해 봤어. 만약 그게 가능하다면 앞으로 전기나 가스가 다 닳아 없어질 걱정은 안해도 되지 않을까? 더불 어서 전기 요금이나 가스 요금도 안 내고 말이야.
으악! 샤워하는데 갑자기 불이 꺼지고 따뜻한 물도 안 나와! 엄마는 가스 레인지도 안 켜진다며 저녁 준비도 못 하고 계셔. 대체 무슨 일이 일어난 걸까?
모두를 위한 지속가능한 에너지의 해
세계 인구는 계속 늘어나고 있다. 2011년 10월 31일, 인도 북동부 우타르프라데시아 주에서는 70억 번째 아기가 태어났다. 통계청에서 발표한 자료에 따르면 우리나라도 2030년까지 계속 인구가 증가한다.
사람이 살아가는 데 필요한 ‘의식주’ 물품을 만들기 위해서는 에너지가 필요하다. 특히 기계를 움직이거나, 요리를 하고, 추운 곳을 따뜻하게 하는데 필요한 전기나 화석 연료는 아주 중요하고도 기본적인 에너지 형태다. 그러나 인간이 오랫동안 이 에너지만을 쓸 수는 없다. 인간이 사용하는 에너지의 대부분은 지하에 매장되어 있는 화석 연료를 이용하기 때문이다.
이 때문에 UN은 2012년을 ‘모두를 위한 지속 가능한 에너지의 해’로 지정했다. 우리나라에서도 전기나 화석 연료를 낭비하지 않으려고 대형 건물의 실내 온도나 네온사인 같은 조명 켜는 시간을 제한하고 있다.
에너지가 위험하다
불이 안 켜지니까 깜깜하고, 따뜻한 물이 안 나와서 할 수 없이 찬물로 얼굴만 간신히 씻고 나왔어. 겨울인데 난방도 안 돼서 추워. 에너지를 너무 많이 써서 이렇다는데 대체 얼마나 많이 썼길래 이런 고생을 해야 하는 거야?
빛은 전기로 만든다
비상 전력으로 TV를 틀어보니 갑자기 전기와 가스 수요가 너무 늘어나서 정전이 일어 났다는 뉴스가 나와. 대체 에너지를 찾지 못하면 지구는 끝이라며 태양 에너지가 아주 중요한 수단이라고 해. 그런데 태양 에너지라면 흑점이 폭발하면서 나오는 거 아냐? 전파를 이상하게 만들어서 지구엔 별로 안 좋은 영향을 준다고 알고 있는데….
빛이 닿는 면적을 넓혀라!
태양 에너지는 아직은 화력이나 원자력 발전에 비해 많은 전기를 생산하지 못한다. 이 때문에 햇빛이 비추는 낮에 최대한 많은 에너지를 모아야 한다.
건물 꼭대기에 태양전지를 설치하는 것은 물론이고, 건물의 앞, 뒤, 양옆까지 햇빛이 닿는 부분에는 모두 태양빛을 닿도록 하는 것이 좋다.
연료감응형 태양전지는 이런 용도에 알맞은 태양전지다. 태양광을 잘 흡수하도록 고안한 염료를 얇은 유리막 사이에 발라 마치 식물의 잎이 광합성을 하는 것처럼 전기를 생산한다. 투명하기 때문에 유리창에도 사용할 수 있다.
그러나 기존의 실리콘 태양전지에 비해 전기를 만들어 내는 양이 매우 적기 때문에 일상에서 쓰기 위해서 연구를 계속 하고 있다.
햇빛을 찾아 어디든 간다
태양광 발전은 햇빛이 강한 곳이라면 어디든 가리지 않고 가능하다. 적도 부근이나 사막 지역은 비가 적게 오고 햇빛이 강하기에 태양광 발전소를 설치하기 좋다. 2011년 8월 경남 합천에 있는 합천호에는 특별한 태양광 발전소가 세워졌다. 세계 최초로 호수 위에 태양광 발전
시설을 띄운 것. 태양광 발전을 하기 위해 산림을 훼손시키지 않고 넓은 호수에 띄운 것이다.
뿐만 아니다. 지난 1월 경남 함안에서는 자동차 부품 센터 지붕에 1만 9000㎡ 규모로 지붕형 태양광 시스템을 설치했다.
이 시스템에서는 연간 120만kWh 정도 전기를 생산하는데, 이것은 300여 가구가 1년간 사용할 수 있는 양이다. 이 발전소는 정부에서 주도하는 신재생에너지 의무할당제 정책의 일환으로 진행되었으며, 정부는 이 정책을 실행해 2016년까지 연간 태양광 발전량을 1577GWh까지 늘릴 예정이라고 한다.
지구의 거의 모든 자연 현상은 태양으로부터 받은 에너지로 일어난다. 이 에너지를 계산해 보면 지구에서 들어오지 않고 곧장 반사되어 나가는 것을 제외하더라도 시간당 27만 *GWh에 달한다. 한 시간 동안 지구에 들어오는 태양 에너지는 우리나라에서 1년 동안 가정용으로 사용하는 전기의 5배에 달한다.
*GWh : 기가 단위 전력량. kWh의 천 배다.
열은 물을 데울 수 있다
태양광 에너지를 이용하면 이 어둠과 추위에서 벗어날 수 있다니 정말 다행이야. 하지만 햇빛만 가지고 에너지를 만드는 건 뭔가 조금 아쉬운 느낌이 들어. 듣기로는 태양열 에너지를 이용해 온수를 만들거나 난방을 쉽게 한다는데, 또 다른 용도로 사용할 수는 없을까?
"에너지를 이용할 때는 손실량을 줄이는 것이 중요해요. 태양열 에너지로 전기를 만들어 물을 데우는 것보다는 태양열 에너지로 물을 직접 데우는 것이 에너지 손실이 적겠지요?" 곽희열 (한국에너지기술연구원 책임연구원)
태양열 에너지를 이용해 바닷물을 담수로
태양열 에너지로 물을 데워 증기를 만드는 방법을 이용해 태양열 에너지로 바닷물을 담수로 만들 수 있다. 담수는 염분이 포함되지 않은 민물로, 생활 용수나 산업 용수로 많이 쓰지만 지하수나 강물로는 양이 부족해 한계가 있다. 한국에너지기술연구원의 곽희열 책임연구원은 태양열 집열기를 이용해 바닷물을 뜨겁게 데운 후, 바닷물을 담은 통의 기압을 조절해 끓는점을 낮춰 물을 빠르게 증발시키는 기술을 개발했다. 높은 산에서는 기압이 낮아 물이 저온에서 끓는 원리다.
이 기술을 이용하면 바다와 가까이에 있는 사막 지역에서도 물을 쉽게 만들어서 푸른 녹지를 만들어 낼 수 있다.
태양열 에너지로 냉방을 한다?
더운 물이 빨리 식는 이유는 무엇일까? 수증기가 증발하면서 물에 있던 열을 빼앗아 가기 때문이다. 거기에 기압이 낮을수록 낮은 온도에서 물이 끓을 수 있다는 사실을 더하면 가스와 태양열을 이용해 시원한 냉방을 할 수 있는 태양열 히트펌프 냉방기를 만들 수 있다.
본래 히트펌프는 집열기로 열을 모아 히트 펌프로 온수를 보내며 난방을 하고, 식어버린 온수를 다시 데우는 기계다. 그러나 이 기계를 반대로 작동시키면 본래 열을 모았던 집열기에서 거꾸로 열을 방출하는 방열기가 되어 냉방을 할 수 있다.
“솔이야~! 욕실에서 자면 어떡하니? 얼른 나와!”
어라? 방금 전까지 더운 물도 안 나오고, 불도 안 들어왔었는데? 설마 이게 다 꿈? 태양 에너지를 이용하는 게 신기하다고 감탄하고 있었는
데…. 따뜻한 물로 샤워를 마무리하고 나오면서 문득 우리 집은 언제 태양 에너지만을 이용해 살 수 있을지 생각해 봤어. 만약 그게 가능하다면 앞으로 전기나 가스가 다 닳아 없어질 걱정은 안해도 되지 않을까? 더불 어서 전기 요금이나 가스 요금도 안 내고 말이야.
