발전 (전기)

발전(Electricity generation, 發電)은 기구나 시설을 이용하여 인위적으로 전기를 발생시켜 동력을 얻는 과정을 일컫는 말이다. 발전은 역학에너지, 열에너지, 화학에너지 등 다른 에너지를 전기에너지로 변환시키는 과정이다.

개요

전기에너지는 1882년 토머스 에디슨(Thomas Edison)이 발명한 6대의 발전기에 의해서 동력으로 수용자에게 최초로 공급되었다. 발전은 보통 대규모 발전에서는 발전기를 회전시켜 전자기유도에 의해 원래의 에너지를 전기에너지로 변환시키는 방식이 쓰인다. 발전을 하려면 다른 형태의 에너지를 소비해야 하는데 이 에너지의 근원이 되는 자원을 발전 자원이라고 한다. 발전하기 위해 사용되는 자원으로는 물, 석탄, 석유, 원자력, 땅속 에너지, 바람, 조수 등이 이용되며 발전 자원에 따라 수력발전, 화력발전, 원자력발전, 조력발전, 풍력발전, 지열발전, 태양광발전 등으로 구별된다. 화력발전은 석탄, 석유, 가스 등 화석연료를 연소시켜서 얻는 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸어 다시 전기에너지로 변환하는 방식의 발전이며 수력발전은 유량 Q(m3/s)를 낙차 H(m)로 떨어뜨렸을 때의 수력 에너지에 의해 수차를 회전시키고 물이 갖는 에너지를 운동에너지로서 추출하여 발전기에 의하여 그것을 전기에너지로 변환시키는 것을 말한다. 수력발전의 운용방법, 취수 방법별로 각각 유입식, 조정지식, 저수지식, 양수식 등과 수로식, 댐식, 댐수로식 등으로 구별한다. 원자력 발전은 핵분열반응에서 발생하는 에너지를 이용하는 것으로 소량의 연료에서 다량의 에너지가 발생한다는 장점이 있다. 그러나 원자력발전에서는 핵분열에 따른 방사선이 배출되므로, 방사선을 발생시키는 기기를 콘크리트 등의 차폐 재료로 둘러싸는 등 방사선의 강도를 인체에 대한 허용 값 이하로 약하게 하는 것이 필요하다. 또 기체, 액체, 고체 상태의 방사성 폐기물이 나오기 때문에 이를 안전하게 처리하는 것이 필요하다.

역사

독일의 에른스트 베르너 폰 지멘스(Ernst Werner von Siemens)는 1866년에 처음으로 전자석을 사용한 대형발전기를 완성시켰는데 그것은 기술사 상 와트의 증기기관에 비교할 만한 획기적인 것이었다. 이어서 벨기에의 그람(Gramme)은 1870년에 고리형(環型) 코일 발전기를 개발하고 독일의 알테네크(Alteneck)는 1873년에 드럼(장고)형 코일 발전기를 발명했다. 당시의 발전소는 전압의 안정성이라든가 효율 같은 측면에서 만족스럽지 못했다. 미국의 토머스 에디슨(Thomas Edison)은 그 때문에 자기가 발명한 탄소선전구(炭素線電救)에 사용할 수 있는 새로운 발전기를 연구하기 시작했다. 그리고 1882년 9월 뉴욕에 최초의 대규모 증기기관으로 운전되는 화력발전소를 건설하였고 중앙 발전소로부터 말단의 전등까지 110V의 직류 송전 계통을 이룩해 내고 이것을 기업화했다. 그 후 곧이어 미국의 웨스팅하우스(Westinghouse)에 의해서 교류 송전 방식이 실현되고 삼상교류 방식을 완성한 사람은 에디슨 밑에서 일하고 있었던 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)이다. 한국 최초의 수력발전소는 1923년에 금강산전기철도회사의 자가용 발전소인 금강산 중대리(中臺里)발전소에 의해 서울로 송전한 것이 최초이고 1929년에 부전강 제1발전소가 송전하기 시작하였다.

원리

• 외르스테드(Oersted)가 발견한 발전 원리

자석의 양극(兩極)은 서로 잡아당기기도 하고 반발하기도 하면서 서로 힘을 미친다. 이 자기의 힘은 퍽 오랜 옛날부터 알려져 있었지만 전기가 동력으로서 이용되기 위해서는 우선 전류와 자기(磁氣)의 힘 간의 관계가 발견되지 않으면 안 되었다. 이 중요한 관계를 우연히 발견한 사람은 한스 크리스티안 외르스테드(Hans Christian Ørsted)이다. 그는 전류가 열과 빛을 일으키는 것으로부터 유추하여 전류가 자기적(磁氣的) 영향을 일으킬 수 있을지도 모른다고 생각하고 많은 실험을 하였다. 그러다가 1820년 봄 코펜하겐 대학에서 물리학 강의를 하고 있을 때 학생들과 대화를 하던 중 우연히 자석을 전류가 흐르고 있는 전선과 평행으로 놓았더니 자석의 바늘은 마치 요술에 걸린 것처럼 흔들리다가 전류와 직교(直交)하는 위치에서 멈추었다. 전류는 그 둘레에 자석의 바늘을 움직이는 힘을 미치고 있었던 것이다. 이렇게 해서 전기와 자기 사이의 제1 관계가 발견되었다.

• 패러데이(Faraday)의 법칙(전자유도)

1831년 영국의 물리학자 마이클 패러데이(Michael Faraday)는 전기와 자기를 연결시키는 제2의 관계를 발견했다. 그는 코일 근처에서 자석을 움직이면 코일 가운데에서 전류가 흐른다는 것과 자석을 계속 움직이면 전류도 계속 흐른다는 것을 발견했다. 즉 변화하는 자기(磁氣)는 코일에 전류를 흐르게 하였다. 이후 패러데이는 전자기 유도라는 기본적인 원리를 이용하여 역학적 에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치인 발전기를 개발하였다.

참고자료

• 〈발전(전기)〉, 《위키백과》
• 〈발전〉, 《네이버 지식백과》
• "Electricity generation", Wikipedia

같이 보기

• 전기
• 전기에너지
• 발전기
• 수력발전
• 화력발전
• 원자력발전
• 태양광발전

이 발전 (전기) 문서는 에너지에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지 □■⊕, 전기, 소재, 원소, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지 에너지 SMR • 가속운동 • 가시광선 • 가열 • 각속도 • 감마선 • 감속운동 • 강력 • 고압 • 고온 • 고전역학 • 관성력 • 관성모멘트 • 광선 • 광속 • 광전자 • 광전효과 • 광합성 • 기압 • 냉각 • 냉방 • 뉴턴 • 대류 • 대체에너지 • 동력 • 동력원 • 라디오파 • 마이크로파 • 마찰 • 마찰계수 • 마찰력 • 마찰에너지 • 만유인력 • 만유인력의 법칙 • 무중력 • 물리에너지 • 바이오에너지 • 발열 • 발열반응 • 발화 • 방사선 • 방열 • 베타선 • 복사 • 복사선 • 복사에너지 • 부력 • 불 • 블루에너지 • 빛 • 빛에너지 • 삼투압 • 생물에너지 • 석유에너지 • 석탄에너지 • 섭씨 • 소리에너지 • 소수력 • 속력 • 수력 • 수력에너지 • 수소에너지 • 수압 • 수열 • 수열에너지 • 수직항력 • 신생에너지 • 신에너지 • 신재생 • 신재생에너지 • 알짜힘(합력) • 알파선 • 압력 • 압축응력 • 약력 • 양극선 • 양자역학 • 에너지 • 에너지밀도 • 에너지보존법칙 • 에너지원 • 에너지 효율 • 엑스선 • 엔트로피 • 역반응 • 역파장 • 역학적 에너지(기계에너지) • 열 • 열대류 • 열량 • 열복사 • 열분해 • 열에너지 • 열역학 • 열전도 • 열전도도 • 열전도율 • 열절연 • 열팽창 • 열팽창계수 • 열효율 • 온도 • 온도차 • 왕복에너지 • 왕복운동 • 운동에너지 • 원운동 • 원자력 • 원자력에너지 • 위치에너지 • 음극선 • 응력 • 인공태양 • 인장응력 • 인화 • 입자선 • 자외선 • 자유낙하 • 작용 • 재가열 • 재생에너지 • 저온 • 저압 • 적외선 • 전기에너지 • 전도 • 전자기력 • 절대온도 • 정반응 • 정지에너지 • 조력 • 조력에너지 • 조류에너지 • 줄 • 줄의 법칙 • 중력 • 중력에너지 • 지열 • 지열에너지 • 직사광선 • 직선운동 • 진동 • 진동에너지 • 진자 • 진자운동 • 천연에너지 • 청정에너지 • 친환경에너지 • 칼로리 • 탄성 • 탄성에너지 • 태양 • 태양광 • 태양광에너지 • 태양에너지 • 태양열 • 태양열에너지 • 텐서 • 파동 • 파력 • 파력에너지 • 파워 • 파장 • 폐기물에너지 • 폭발 • 풍력 • 풍력에너지 • 풍압 • 항력(드래그포스) • 해양에너지 • 핵반응 • 핵분열 • 핵분열에너지 • 핵붕괴 • 핵에너지 • 핵융합 • 핵융합에너지 • 화력 • 화씨 • 화학 • 화학에너지 • 회전 • 회전수 • 회전에너지 • 회전운동 • 흡열 • 흡열반응 • 힘 발전 교류발전기 • 마이크로 수력발전 • 물레방아 • 박테리아 발전소 • 발전 • 발전기 • 발전소 • 발전효율 • 변전소 • 비상발전기 • 소수력발전 • 소수력발전소 • 소형모듈원전(SMR) • 수력발전 • 수력발전소 • 원자력발전 • 원자력발전소 • 조력발전 • 조력발전소 • 조류발전 • 조류발전소 • 지열난방 • 지열발전 • 지열발전소 • 직류발전기 • 태양광발전 • 태양광발전소 • 태양광패널 • 태양열발전 • 태양열발전소 • 파력발전 • 파력발전소 • 풍력발전 • 풍력발전소 • 풍차 • 해양 온도차 발전 • 핵융합발전 • 핵융합발전소 • 화력발전 • 화력발전소 • 회전축 연료 CNG • LNG • LPG • 가스 • 가스충전소 • 가연성 • 갈탄 • 개질수소 • 경유(디젤) • 경질유 • 고급휘발유 • 고압가스 • 고체연료 • 그레이수소 • 그린수소 • 기체연료 • 나무 • 난방연료 • 두바이유 • 등유 • 땔감 • 면세유 • 무연탄 • 무연휘발유 • 바이오 • 바이오가스 • 바이오디젤 • 바이오매스 • 바이오에탄올 • 바이오연료 • 방사성물질 • 배기가스 • 배출가스 • 번개탄 • 부생수소 • 분별증류 • 뷰테인(부탄) • 브라운수소 • 브렌트유 • 블루수소 • 석유 • 석유화학 • 석탄 • 셰일가스 • 셰일오일 • 수소 • 수소연료 • 수소전기 • 순도 • 숯(목탄) • 압축가스 • 액체연료 • 액화가스 • 역청탄 • 연료 • 연료첨가제 • 연료화 • 연비 • 연소 • 연탄 • 오일샌드 • 오일셰일 • 옥탄가 • 용해가스 • 원유 • 유사경유 • 유연탄 • 유연휘발유 • 윤활유 • 일반휘발유 • 장작 • 점화 • 정유 • 정제 • 조개탄 • 주입 • 중유 • 중질유(中質油) • 중질유(重質油) • 증류 • 질소산화물 • 천연가스 • 천연자원 • 친환경연료 • 코크스 • 타르 • 텍사스유 • 프로페인(프로판) • 합성경유 • 핵연료 • 혼유 • 혼합가스 • 혼합기체 • 혼합연료 • 화석연료 • 화재 • 휘발유(가솔린) 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반